导读:本文包含了光合产氢菌群论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:生物制氢,混合菌群,共发酵,动力学模型
光合产氢菌群论文文献综述
杜金宇,任学勇,青春耀,荆艳艳,李林泽[1]（2019）在《光合-厌氧混合菌群生物共发酵产氢动力学研究》一文中研究指出以光合、厌氧细菌混合菌群为对象,研究了混合菌群共发酵产氢过程中产氢动力学特性,建立了混合菌群生物共发酵产氢过程中关于菌体质量浓度、底物利用及产氢量的动力学模型。将光照因素引入混合菌群产氢动力学模型中,采用同伦摄动法(HPM)对非线性动力学模型进行求解,得到了混合菌群共发酵产氢过程中菌体质量浓度、底物利用及产氢量的动力学模型。通过与实验数据对比,模型与实验数据基本一致,能够很好地反映出共发酵产氢过程中产氢参数的变化趋势。对建立的3个动力学模型的动力学参数的相互关系及其敏感性进行了分析,研究发现动力学参数中最大比生长速率对模型结果的影响最大,最大比生长速率对菌体质量浓度影响的变化量达到79%,对底物质量浓度影响的变化量达到118%,对产氢量影响的变化量达到98. 4%。(本文来源于《农业机械学报》期刊2019年03期）
陈鑫[2]（2017）在《混合光合产氢菌群的筛选及其产氢特性的研究》一文中研究指出氢能作为理想的能源载体,具有清洁无污染、燃烧热值大、可储可输、来源广泛等优点。在众多生物制氢技术中,光合细菌光发酵制氢因低能耗、高效率,底物降解速率快,以及能将废水处理和能源生产有效地耦合起来,而备受关注。本文从湖底淤泥中采用生长培养基富集筛选得到混合菌群,命名为NG07。结合16S rDNA高通量测序对其进行鉴定分析,确定混合菌群NG07的优势菌种主要为红假单胞菌Rhodopseudomonas oryzae和类球红细菌Rhodobacter sphaeroides。以筛选的混合菌群NG07为研究对象,主要研究了培养过程中底物和环境因素对混合菌群的生长及产氢特性的影响。实验研究成果表明:(1)混合菌群NG07可利用多种糖类有机化合物产氢,其中葡萄糖为碳源时,产氢总量最大。随着葡萄糖浓度的增加,NG07的产氢总量逐渐增大,当葡萄糖浓度为100 mM时,产氢总量为4238.8±74 mL/L。但葡萄糖浓度对混合菌群的产氢速率、底物转化率、葡萄糖降解率的影响不同,当底物浓度为70 mM,NG07的最大产氢速率、底物转化率、和葡萄糖降解率都达到最大,分别为105.28±7.6 mL/h/L,底物转化率15.37%,和葡萄糖降解率99.40%。(2)在10 mM尿素的条件下,混合菌群NG07的产氢总量和最大产氢速率达到最大,分别为2872.2±38.31 mL/L和105.28±7.6 mL/h/L。(3)混合菌群NG07产氢的最佳Fe~(2+)浓度为5 mg/L。在5 mg/L的条件下,NG07的产氢总量和最大产氢速率达到最大,分别为3102.5±95.7 mL/L和114.9±9.1 mL/h/L,与对照相比分别增加了1.94倍和2.54倍。(4)搅拌能够提高光合细菌产氢的产氢速率和缩短反应停留时间,但对混合菌群的产氢总量影响比较小。在搅拌的条件下,其最大产氢速率为136.0±5.6mL/L/h,与对照组相比提高了29%。(5)NG07的最佳产氢温度是35℃。但温度为40℃时NG07仍具有良好的产氢性能,产氢总量为2638.5±52.7mL/L;而在45℃的条件下,NG07仍具有产氢活性,产氢总量为1050.0±28.7 mL/L,说明NG07具有很强的耐热性。(6)不同光照条件对混合菌群NG07的产氢总量和最大产氢速率的影响不同:产氢总量依次是12 h暗/12 h光循环>连续光照≥连续黑暗>12 h光/12 h暗循环条件;最大产氢速率依次是12 h暗/12 h光循环>连续光照>连续黑暗≥12 h光/12 h暗循环条件。(7)以聚乙烯醇作为固定化包埋材料时,混合菌群NG07的产氢活性明显优于琼脂和海藻酸钠。(8)Box-Behnken Design是以单因素试验为基础,以最大产氢速率为评价指标,对光合产氢工艺条件进行优化。得出最优条件为:Fe~(2+)浓度4.39 mg/L,温度33.36℃,葡萄糖浓度78.32 mM。在该条件下获得了199.3±6.5 mL/L/h的产氢速率,与最初条件相比提高了25.2%。由此可知,通过多因素实验优化得出的最佳产氢条件,不同于单因素实验的最佳条件,这就表明影响混合菌群产氢的各个因素之间存在交互作用。(本文来源于《太原理工大学》期刊2017-04-01）
荆艳艳,王毅,董丛丛,王鹏飞,张全国[3]（2015）在《Hau-M1光合产氢菌群生长模型拟合与比较分析》一文中研究指出本文采用实验研究和模型拟合的方法对Hau-M1光合菌群的生长规律进行研究分析,得到Hau-M1光合产氢菌群的生长周期具有非线性的规律且12-72h菌种增长迅速。利用Logistic、Gompertz和Bertalanffy模型拟合Hau-M1光合菌群的生长曲线,Logistic模型的拟合度最高为0.9797,其次是Gompertz生长模型,而标准差以Gompertz模型最低为0.0012,3种模型拐点时龄均在Hau-M1光合菌群的对数生长期,拐点干重以Logistic模型最高为0.2288 mg/m L,且模型拟合值与实验测试值接近。Logistic模型和Gompertz模型可以较好的用于Hau-M1光合菌群生长规律的预测和分析,为保存、改良和开发利用混合菌种进行光合产氢提供可靠的科学依据。(本文来源于《高等教育学会工程热物理专业委员会第二十一届全国学术会议论文集——热物理测量技术》期刊2015-05-09）
王毅,张志萍,张全国,霍非,叶杨丽[4]（2015）在《光合细菌混合菌群利用牛粪污水产氢实验》一文中研究指出从自然界多处污泥中取样,采用选择性培养基初步富集出光合细菌混合菌群,采用菌体部分回流法对混合菌群进行筛选和优化,并研究了混合菌群以牛粪污水为原料的产氢特性。结果表明:从活性污泥中利用选择性培养基富集出的光合细菌混合菌群,生长快速、稳定,生长条件和产氢条件都比纯种细菌要求低。采用菌体部分回流装置筛选出了具有较高产氢活性的光合产氢混合菌群,菌体回流的最佳条件为:菌体回流时间36 h,菌体回流量30%,此时混合菌群的产氢活性较高,最大产氢速率达到28.3 m L/(L·h),平均氢气体积分数为55%。混合菌群以牛粪污水为原料产氢时,产氢持续时间216 h,平均产氢速率为11.65 m L/(L·h),原料利用率为71.48%,平均原料转化率为52.60 m L/g。(本文来源于《农业机械学报》期刊2015年05期）
王毅,张川,荆艳艳,张全国,路朝阳[5]（2014）在《光合细菌混合菌群产氢动力学实验研究》一文中研究指出针对单一菌种对产氢条件要求严格,产氢过程中需要灭菌,菌种容易出现变异和退化等问题,采用光合细菌混合菌群制氢,研究了光合细菌混合菌群以葡萄糖为底物光合产氢过程中的生长和产氢动力学特性,分析了混合菌群产氢过程中基质降解规律以及代谢产物的生成规律。研究结果表明,光合细菌混合菌群以葡萄糖为底物产氢时,150 mmol/L的葡萄糖添加量是最佳添加浓度,产氢过程存在着代谢产酸的过程,产氢高峰期葡萄糖主要代谢产物为乙酸,此时产气速率量最大,产氢末期葡萄糖主要代谢产物为丁酸,此时产气速率较低。建立了基于monod方程的光合细菌混合菌群利用葡萄糖产氢过程中的生长动力学模型,模型可以较好的描述混合菌群产氢过程中生长延滞期和对数增长期的菌体的生长变化规律,最大比生长速率u_(max)为0.214h-1,饱和常数K_S为8.257。建立了基于monod方程的底物消耗动力学模型,模型可以较好的描述混合菌群产氢过程中产氢延延滞期和产氢高峰期的葡萄糖降解规律,细胞得率系数Y_(X/S)为0.352g/mol,维持系数m为0.85。(本文来源于《高等学校工程热物理第二十届全国学术会议论文集——热物理测试技术》期刊2014-05-02）
侯博[6]（2013）在《固定化光合菌群利用秸秆水解液发酵产氢特性研究》一文中研究指出利用玉米秸秆水解液为基质,采用海藻酸钠包埋方法固定光合菌群,进行固定化光合细菌发酵产氢研究,考察了菌液包埋量、颗粒粒径、海藻酸钠浓度、CaCl2浓度和光照强度的影响。结果表明,当菌液包埋量为4mL,颗粒粒径为2.5mm,海藻酸钠浓度为1.5%,CaCl2浓度为10%,光照强度为7000lux,效果较好,培养72h后,总产氢量最高可达491mL H2/L-培养基,是相似条件下游离态光合菌群发酵产氢的1.2倍,为固定化光合细菌利用玉米秸秆发酵产氢研究提供参考。(本文来源于《中国酿造》期刊2013年S1期）
韩滨旭,王毅,曾凡,张全国[7]（2013）在《光合产氢细菌优势菌群富集及其产氢实验研究》一文中研究指出利用特殊培养基从光照充裕、有机质含量高的猪场粪便排放处的污泥中富集培养光合细菌混合产氢菌群,对该混合菌群的产氢培养基进行优化,并研究混合菌群的产氢特性。实验结果表明,此菌群的最佳产氢培养基配方为:氯化铵0.4g/L,氯化镁0.2g/L,酵母膏0.1g/L,磷酸氢二钾0.5g/L,氯化钠2.0g/L,谷氨酸钠3.5g/L。此菌群以1%的葡萄糖为基质时,产氢时间长达204h,最大产氢量为3.41L/L,最大产氢速率为44.17mL/(L.h),最高氢气含量为46.73%,具有工业化应用价值。(本文来源于《太阳能学报》期刊2013年01期）
侯博[8]（2012）在《光合菌群产氢特征的实验研究》一文中研究指出氢能是未来理想的绿色能源之一,采用传统的制氢方法需造成大量的资源浪费,研究开发生物制氢的方法已成为广泛关注的课题。本文首先采用光合菌群秸秆发酵产氢,系统考察了不同玉米秸秆预处理方法对产氢的影响,创新研究了固定化光合菌群在秸秆水解液中的产氢效能,其次初步探讨了光合菌群在连续流管式反应器的产氢特性。以光合菌群为产氢菌源,以分别经氢氧化钠、盐酸和蒸汽爆破处理的玉米秸秆水解液为底物,考察了不同氢氧化钠和盐酸的质量浓度、固液比、活性炭投加量、pH值、水解时间、水解温度和蒸汽爆破时间等因素对产氢的影响。结果表明,经氢氧化钠处理的秸秆水解液产氢效果较好,其产氢量和平均产氢速率随固液比的减小而增加,随氢氧化钠浓度、活性炭投加量、pH值、水解时间和水解温度先增加后减小。氢氧化钠浓度为0.4%,固液比1:12,活性炭投加量6%,pH值6.5,水解时间l0min,水解温度90 ℃,此时产氢量达到最高为536mLH2/(L-培养基),平均产氢速率为7.44mLH2/(L-培养基.h)。经盐酸处理的秸秆水解液产氢效果次之,产氢量和平均产氢速率随固液比的减小而增加,随水解温度先减少后增加再减少,随盐酸浓度、活性炭投加量、水解时间和pH值先增加后减少。当盐酸浓度1.2%,固液比1:12,pH值5.5、水解时间30 min,水解温度120℃,达到最高产氢量为378 mLH2/(L-培养基),最大平均产氢速率为5.25 mLH2/(L-培养基·h)。经蒸汽爆破处理的水解液产氢效果较差,其最高产氢量只有180 mLH2/(L-培养基)。研究了固定化光合菌群利用秸秆水解液的产氢效能,考察菌液浓缩倍数、菌液包埋量、包埋粒径、海藻酸钠浓度、CaCl2浓度、光照强度,铵离子浓度和氮源8个因素对产氢的影响。结果表明,产氢量随菌液浓缩倍数、CaCl2浓度的增加而增大,随海藻酸钠浓度、包埋粒径的增加而减小,随菌液包埋量、光照强度和铵离子浓度的增加先增高后降低。当菌液浓缩0.5倍、菌液包埋量4mL/(10mL菌悬液)、包埋粒径2.5 mm、海藻酸钠浓度1.5%、CaCl2浓度10%、光照强度7000 lux,铵离子浓度3 g/L,氮源为磷酸铵时,产氢量为643 mLH2/(L-培养基),高于游离态细菌产氢量。采用连续流管式反应器进行光合菌群连续产氢实验。结果表明,积累产氢量随葡萄糖浓度和NH4C1浓度呈现先升高后降低的趋势。当葡萄糖浓度5 g/L、NH4Cl浓度1 g/L,连续运行72h,积累产氢量为3418mL,平均产氢速率6.78mLH2/(L-培养基·h),最高氢气浓度可达58%。(本文来源于《东北石油大学》期刊2012-03-17）
张全国,张相锋,王毅,杜金宇,荆艳艳[9]（2012）在《光合产氢混合菌群的碳源代谢实验研究》一文中研究指出以红螺菌科光合产氢混合菌群为研究对象,通过血清瓶培养实验,研究不同碳源对光合细菌生长和产氢过程的影响。结果表明:光合细菌能有效利用乙酸和丁酸快速增殖和产氢,其中以乙酸最佳,促使光合产氢混合菌群增殖的最佳乙酸浓度为80mmol/L,最佳产氢浓度为40mmol/L。光合产氢混合菌群利用乳酸增殖产氢的能力较低,而乙醇则对其表现为抑制效应。(本文来源于《太阳能学报》期刊2012年02期）
韩滨旭[10]（2011）在《光合产氢菌群的分离鉴定及其产氢特性分析》一文中研究指出本论文是在国家自然科学基金项目“超微秸秆类生物质光合连续产氢过程及代谢热研究”(项目编号:50976029)和国家863计划项目“中小型太阳能光合生物制氢系统及其生产性运行研究”(项目编号:2006AA05Z119)的资助下完成的。研究开发以农作物秸秆和畜禽粪便为主要原料的光合细菌制氢技术,对于保障国家能源安全,实现农业生物质资源化清洁利用具有重要的意义。高效菌种选育作为光合生物制氢科学技术领域的主要研究方向得到了能源与环境科学界研究工作者的广泛关注。普遍认为纯菌种制氢需要较为严格的无菌环境,制氢成本较高,效率较低,而混合菌群中的光合细菌具有不同的光吸收波谱和原料利用性能,存在多菌种的协调效应,因此混合菌群有原料利用率高和产氢效率高等优势,选育高效优势混合菌群对推动光合生物制氢技术研究进展至关重要。本文主要从光照充裕、有机质含量高的多处污泥中采取样品富集培养光合细菌混合产氢菌群,然后对富集的优势光合细菌进行分离鉴定,优化适合该菌种的产氢培养基,提高产氢效率和产氢量,在最佳的产氢培养基配方下进行了该菌群的产氢性能实验研究。主要研究内容和结果:(1)在郑州市的五个地点取得样品,用特殊的光合细菌富集培养基对其中的光合细菌进行富集,得到光合细菌混合菌群。(2)通过分离和鉴定,得到5株紫色非硫细菌(hnau2-1 hnau2-3、hnau9-1、hnau11-5和hnau12),其中hnau2-1属于红螺菌属(Rhodospirilum)的深红红螺菌(Rhodospirillum rubrum)、hnau2-3和hnau11-5分别属于红假单胞菌属(Rhodopseudomonas)的荚膜红假单胞菌(R.capsulata)和沼泽红假单胞菌(R.pulastris)。hnau9-1和hnau12分别属于红细菌属(Rhodobacter)的类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)和荚膜红细菌(Rhodobacter capsulatus)。(3)根据菌株的菌落形态不同,采用平板菌落计数法,计算出混合菌群中各个菌种的百分含量,其中深红红螺菌(Rhodospirillum rubrum)27%、荚膜红假单胞菌(R.capsulata) 25%、沼泽红假单胞菌(R.pulastris) 28%、类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)9%、荚膜红细菌(Rhodobacter capsulatus)11%。(4)对本课题富集的混合菌种的产氢培养基进行优化,修正优化后的产氢培养基配方为NH_4Cl 0.4g/L;MgCI_2 0.2g/L;酵母膏0.1g/L; K_2HPO_4 0.5g/L;NaC1 2g/L;葡萄糖10 g/L ;谷氨酸钠3.5 g/L;调pH为7。在优化后的最佳培养基配方下,该菌群的各项产氢性能指标为,产氢时间较长,可达到204h,比以前的混合菌群产氢时间长。最大产氢量为3.41L/L,最大产氢速率为44.17ml/(L·h),最高氢气含量为46.73%。(本文来源于《河南农业大学》期刊2011-06-01）
光合产氢菌群论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
氢能作为理想的能源载体,具有清洁无污染、燃烧热值大、可储可输、来源广泛等优点。在众多生物制氢技术中,光合细菌光发酵制氢因低能耗、高效率,底物降解速率快,以及能将废水处理和能源生产有效地耦合起来,而备受关注。本文从湖底淤泥中采用生长培养基富集筛选得到混合菌群,命名为NG07。结合16S rDNA高通量测序对其进行鉴定分析,确定混合菌群NG07的优势菌种主要为红假单胞菌Rhodopseudomonas oryzae和类球红细菌Rhodobacter sphaeroides。以筛选的混合菌群NG07为研究对象,主要研究了培养过程中底物和环境因素对混合菌群的生长及产氢特性的影响。实验研究成果表明:(1)混合菌群NG07可利用多种糖类有机化合物产氢,其中葡萄糖为碳源时,产氢总量最大。随着葡萄糖浓度的增加,NG07的产氢总量逐渐增大,当葡萄糖浓度为100 mM时,产氢总量为4238.8±74 mL/L。但葡萄糖浓度对混合菌群的产氢速率、底物转化率、葡萄糖降解率的影响不同,当底物浓度为70 mM,NG07的最大产氢速率、底物转化率、和葡萄糖降解率都达到最大,分别为105.28±7.6 mL/h/L,底物转化率15.37%,和葡萄糖降解率99.40%。(2)在10 mM尿素的条件下,混合菌群NG07的产氢总量和最大产氢速率达到最大,分别为2872.2±38.31 mL/L和105.28±7.6 mL/h/L。(3)混合菌群NG07产氢的最佳Fe~(2+)浓度为5 mg/L。在5 mg/L的条件下,NG07的产氢总量和最大产氢速率达到最大,分别为3102.5±95.7 mL/L和114.9±9.1 mL/h/L,与对照相比分别增加了1.94倍和2.54倍。(4)搅拌能够提高光合细菌产氢的产氢速率和缩短反应停留时间,但对混合菌群的产氢总量影响比较小。在搅拌的条件下,其最大产氢速率为136.0±5.6mL/L/h,与对照组相比提高了29%。(5)NG07的最佳产氢温度是35℃。但温度为40℃时NG07仍具有良好的产氢性能,产氢总量为2638.5±52.7mL/L;而在45℃的条件下,NG07仍具有产氢活性,产氢总量为1050.0±28.7 mL/L,说明NG07具有很强的耐热性。(6)不同光照条件对混合菌群NG07的产氢总量和最大产氢速率的影响不同:产氢总量依次是12 h暗/12 h光循环>连续光照≥连续黑暗>12 h光/12 h暗循环条件;最大产氢速率依次是12 h暗/12 h光循环>连续光照>连续黑暗≥12 h光/12 h暗循环条件。(7)以聚乙烯醇作为固定化包埋材料时,混合菌群NG07的产氢活性明显优于琼脂和海藻酸钠。(8)Box-Behnken Design是以单因素试验为基础,以最大产氢速率为评价指标,对光合产氢工艺条件进行优化。得出最优条件为:Fe~(2+)浓度4.39 mg/L,温度33.36℃,葡萄糖浓度78.32 mM。在该条件下获得了199.3±6.5 mL/L/h的产氢速率,与最初条件相比提高了25.2%。由此可知,通过多因素实验优化得出的最佳产氢条件,不同于单因素实验的最佳条件,这就表明影响混合菌群产氢的各个因素之间存在交互作用。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光合产氢菌群论文参考文献
[1].杜金宇,任学勇,青春耀,荆艳艳,李林泽.光合-厌氧混合菌群生物共发酵产氢动力学研究[J].农业机械学报.2019
[2].陈鑫.混合光合产氢菌群的筛选及其产氢特性的研究[D].太原理工大学.2017
[3].荆艳艳,王毅,董丛丛,王鹏飞,张全国.Hau-M1光合产氢菌群生长模型拟合与比较分析[C].高等教育学会工程热物理专业委员会第二十一届全国学术会议论文集——热物理测量技术.2015
[4].王毅,张志萍,张全国,霍非,叶杨丽.光合细菌混合菌群利用牛粪污水产氢实验[J].农业机械学报.2015
[5].王毅,张川,荆艳艳,张全国,路朝阳.光合细菌混合菌群产氢动力学实验研究[C].高等学校工程热物理第二十届全国学术会议论文集——热物理测试技术.2014
[6].侯博.固定化光合菌群利用秸秆水解液发酵产氢特性研究[J].中国酿造.2013
[7].韩滨旭,王毅,曾凡,张全国.光合产氢细菌优势菌群富集及其产氢实验研究[J].太阳能学报.2013
[8].侯博.光合菌群产氢特征的实验研究[D].东北石油大学.2012
[9].张全国,张相锋,王毅,杜金宇,荆艳艳.光合产氢混合菌群的碳源代谢实验研究[J].太阳能学报.2012
[10].韩滨旭.光合产氢菌群的分离鉴定及其产氢特性分析[D].河南农业大学.2011