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Fe_(3)O_(4)纳米颗粒对玉米秸秆光发酵产氢的影响

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太阳能学报 2021年第6期42卷 438-444页

作者：赵甲张全国张志萍胡建军贺超荆艳艳河南农业大学农业部可再生能源新材料与装备重点实验室郑州450002

以HAU-M1光合菌群作为发酵细菌,以玉米秸秆为发酵底物,研究Fe_(3)O_(4)纳米颗粒对光发酵产氢过程的影响。结果表明:粒径60 nm的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒浓度为100 mg/L时,比产氢量达到(46.68±1.00)mL/g VSS,与对照组的(35.07±0.56)mL/g VS... 详细信息

以HAU-M1光合菌群作为发酵细菌,以玉米秸秆为发酵底物,研究Fe_(3)O_(4)纳米颗粒对光发酵产氢过程的影响。结果表明:粒径60 nm的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒浓度为100 mg/L时,比产氢量达到(46.68±1.00)mL/g VSS,与对照组的(35.07±0.56)mL/g VSS相比提升(33.11±0.01)%,此时的能量转化率也提高33.10%。产氢动力学分析结果也表明Fe_(3)O_(4)纳米颗粒对反应体系有明显的影响,粒径60 nm的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒浓度为100 mg/L时,最大产氢潜能和最大产氢速率分别为46.97 mL/g VSS和1.06 mL/(g VSS·h)。适宜的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒的粒径和浓度能显著促进光发酵产氢能力,而浓度过高则会产生抑制作用。

关键词：玉米秸秆粒径浓度 Fe3O4纳米颗粒光发酵产氢

基于菌体部分回流法提高光合细菌产氢活性的实验研究

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太阳能学报 2013年第5期34卷 859-865页

作者：王毅周雪花胡建军冯宜鹏张全国河南农业大学农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室郑州450002

针对光合细菌产氢过程中,菌种长期使用出现的菌种老化、产氢量下降、产氢不稳定等问题,采用菌体部分回流法提高光合细菌菌体活性,筛选出产氢活性较高的菌种用于产氢。试验结果表明,采用菌体部分回流法能有效提高光合细菌老化菌种的菌体... 详细信息

针对光合细菌产氢过程中,菌种长期使用出现的菌种老化、产氢量下降、产氢不稳定等问题,采用菌体部分回流法提高光合细菌菌体活性,筛选出产氢活性较高的菌种用于产氢。试验结果表明,采用菌体部分回流法能有效提高光合细菌老化菌种的菌体活性,其最佳回流条件为:回流时间36h,回流量30%,回流周期为4次(192h)。通过回流活化,菌种的产氢能力明显增强,以牛粪污水为基质的产氢试验中,回流活化菌种产氢周期长,产氢稳定,168h累计产氢量达到282mL,比未回流菌种产氢量提高了80.7%,产气中平均氢含量达到58.6%,是未回流菌种产气中氢含量的1.21倍。

关键词：光合细菌产氢产氢活性菌体部分回流

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高比表面积石墨化生物炭吸附性能研究

工程热物理学报 2021年第10期42卷 2681-2685页

作者：姚森付泺橦刘闯孙悦赵淑蘅周佳丽农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室河南农业大学机电工程学院郑州450002

以玉米秸秆为原料,ZnCl_(2)作为活化剂,FeCl_(3)作为石墨催化剂前驱体,通过同步活化石墨化的方法制备出多孔石墨化生物炭。利用亚甲基蓝吸附试验、N_(2)吸附-脱附、扫描电子显微镜对制备的多孔石墨化生物炭的吸附性能及生物炭表面微观... 详细信息

以玉米秸秆为原料,ZnCl_(2)作为活化剂,FeCl_(3)作为石墨催化剂前驱体,通过同步活化石墨化的方法制备出多孔石墨化生物炭。利用亚甲基蓝吸附试验、N_(2)吸附-脱附、扫描电子显微镜对制备的多孔石墨化生物炭的吸附性能及生物炭表面微观结构、形貌特征进行了分析。实验结果表明当炭化温度为1000℃,浸渍比1:1、FeCl_(3)溶液用量为160 m L时制得的多孔石墨化生物炭吸附性最佳。温度升高会造成生物质炭内孔隙塌陷,从而使得平均孔径增大,比表面积下降,但是可以提高ZnCl_(2)造孔能力;浸渍比提高时,Zn^(2+)浓度的增加一方面会增强造孔能力,另一方面也会造成平均孔径增加,微孔数减少,限制整体的吸附能力;FeCl_(3)在低浓度下制备得到的生物质炭层状结构较少,影响材料的吸附性能。

关键词：生物炭吸附性农业废弃物

基于BBD模型的玉米秸秆光合生物制氢优化实验研究

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太阳能学报 2014年第8期35卷 1511-1516页

作者：路朝阳王毅荆艳艳张丙学蒋丹萍张全国河南农业大学农业部可再生能源新材料与装备重点实验室郑州450002

以产氢量为主要实验指标,基于响应面法BBD模型研究不同影响因素对生物质秸秆酶解光合产氢的影响,考察光合产氢过程中不同影响因素间交互作用的显著性,并对玉米秸秆酶解光合生物制氢工艺进行优化。研究结果表明:p H值、温度和纤维素酶量... 详细信息

以产氢量为主要实验指标,基于响应面法BBD模型研究不同影响因素对生物质秸秆酶解光合产氢的影响,考察光合产氢过程中不同影响因素间交互作用的显著性,并对玉米秸秆酶解光合生物制氢工艺进行优化。研究结果表明:p H值、温度和纤维素酶量三因素中,p H值对玉米秸秆酶解光合产氢的影响最大;多因素交互作用中,p H值和温度的交互作用最为显著;采用BBD模型获得的最佳产氢条件为:p H值5.43,温度30.8℃,纤维素酶量70 mg/g,最大产氢量149.39 m L,最大产氢率29.88 m L/g。通过实验对模型进行验证,实际最大产氢量达155.52 m L,产氢率31.11 m L/g,和预测值的误差为4.1%,说明该模型具有较好的拟合性。

关键词：玉米秸秆光合细菌生物制氢响应面法

基于响应面法的秸秆与粪便联合制氢预混工艺优化

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农业机械学报 2013年第9期44卷 97-101页

作者：张志萍周雪花冯宜鹏王艳锦张全国河南农业大学农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室郑州450002

借助Design-Expert(version 8.0)软件,采用Box-Benhnken试验设计法及响应面分析法,对食草性牲畜粪便与秸秆利用光合微生物进行联合制氢的预混工艺进行优化研究。设定三因素三水平的响应面试验,三因素为pH值、预混温度、预混时间,响应值... 详细信息

借助Design-Expert(version 8.0)软件,采用Box-Benhnken试验设计法及响应面分析法,对食草性牲畜粪便与秸秆利用光合微生物进行联合制氢的预混工艺进行优化研究。设定三因素三水平的响应面试验,三因素为pH值、预混温度、预混时间,响应值为OD值,零点试验进行3次。使用Design-Expert软件对响应面试验数据进行回归分析,结果表明,响应面模型中二次方模型表达最准确,三因素间存在显著相关性,通过回归方程的修正得到优化后的预混工艺为:时间6.3 d、pH值4.9、温度48℃,预估计最大OD值为2.696 8,预测值与验证试验平均值接近。

关键词：秸秆纤维素分解菌联合制氢预混工艺响应面分析

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产气肠杆菌厌氧发酵产氢工艺实验

农业机械学报 2014年第2期45卷 176-181页

作者：张全国赫倚风胡建军王毅刘瑞河南农业大学农业部可再生能源新材料与装备重点实验室郑州450002

以产气肠杆菌（Enterobacteraerogenes）为纯菌种，葡萄糖（G）为发酵底物，分别选取25、30、35、38℃的发酵温度，初始pH值为3．5、4．5、5．5、6．5的酸碱度，葡萄糖与蛋白酶消化物的质量比为2、3、6的碳氮比的实验条件进行厌氧发酵... 详细信息

以产气肠杆菌（Enterobacteraerogenes）为纯菌种，葡萄糖（G）为发酵底物，分别选取25、30、35、38℃的发酵温度，初始pH值为3．5、4．5、5．5、6．5的酸碱度，葡萄糖与蛋白酶消化物的质量比为2、3、6的碳氮比的实验条件进行厌氧发酵产氢工艺及其代谢调控途径的实验。实验结果表明，产气肠杆菌具有一定的耐酸性，耐酸范围为pH值4．5—7．0；不同工艺条件下产气肠杆菌发酵产氢的周期在68～156h之间。产气肠杆菌发酵产氢周期最短为68h的最优化发酵工艺条件为温度35℃、pH值6．5、碳氮质量比3，其氢气产率达261．5mL／g，氢气转化率为2．1mol／mol。

关键词：生物制氢产气肠杆菌厌氧发酵工艺优化

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氨水改性活性炭对沼气吸附脱碳的实验研究

太阳能学报 2021年第9期42卷 400-404页

作者：冯亮亮黄黎严珍奇安崇胡建军刘圣勇河南农业大学机电工程学院郑州450002 农业农村部农村可再生能源新材料与装备重点实验室郑州450002 河南省生物质能源与纳米材料国际联合实验室郑州450002 河南省农村可再生能源重点实验室郑州450002

针对沼气吸附法脱碳提质所用活性炭进行改性研究,以氨水为改性剂,探讨改性剂浓度和改性时间对活性炭脱碳效果以及其表面化学结构的影响。实验结果表明:1)经过氨水改性处理后的活性炭呈酸性官能团减少,呈碱性官能团增加,同时引入含氮官能... 详细信息

针对沼气吸附法脱碳提质所用活性炭进行改性研究,以氨水为改性剂,探讨改性剂浓度和改性时间对活性炭脱碳效果以及其表面化学结构的影响。实验结果表明:1)经过氨水改性处理后的活性炭呈酸性官能团减少,呈碱性官能团增加,同时引入含氮官能团,改性后活性炭的表面疏水性增强,极性发生变化,增强对气体的吸附能力;2)在改性剂浓度5%~25%范围内,氨水浓度为10%,改性时间为12 h,改性效果最佳,活性炭比表面积由413.2 m^(2)/g增至502.7 m^(2)/g,增加21.66%,微孔容积增加39.47%,达到最大值0.735 cm^(3)/g,总孔容积增加54.33%,达到最大值0.963 cm^(3)/g,微孔孔径增大13.06%,达到1.307 nm;3)模拟沼气(CH4体积占比60%,CO_(2)体积占比40%)吸附脱碳实验显示,改性最佳的活性炭处理使样品气中甲烷含量增加19.96%,由未改性活性炭的76.30%达到91.53%。

关键词：沼气改性活性炭比表面积官能团吸附脱碳氨水

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秸秆木醋液的制备及应用研究进展

河南农业科学 2022年第1期51卷 1-10页

作者：赵淑蘅李卓洁刘晓锋胡建军丁严博河南农业大学机电工程学院河南郑州450002 河南农业大学农业农村部农村可再生能源新材料与装备重点实验室河南郑州450002

木醋液作为生物质热解制炭过程中的高价值酸性副产物,富含酸、醇、酚、醛、酯、醚等多种有机化合物以及少量金属元素,具有极高的应用价值。在木醋液的原料中,秸秆木质素含量较低、品质略差,因而秸秆木醋液的发展与应用较为缓慢。但秸秆... 详细信息

木醋液作为生物质热解制炭过程中的高价值酸性副产物,富含酸、醇、酚、醛、酯、醚等多种有机化合物以及少量金属元素,具有极高的应用价值。在木醋液的原料中,秸秆木质素含量较低、品质略差,因而秸秆木醋液的发展与应用较为缓慢。但秸秆木醋液的研究对农业废弃物的利用具有重要意义,有广阔的发展前景。主要介绍了秸秆木醋液的粗制及精制工艺,概述了其组成及理化性质,并综述其在农业、医药卫生及其他领域的研究及应用进展,为秸秆木醋液的进一步发展及高效利用提供参考。

关键词：秸秆木醋液组成精制理化性质应用进展

光照波长对HAU-M1光合菌群产氢影响的研究

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太阳能学报 2021年第4期42卷 10-15页

作者：张凯王毅路朝阳张全国河南农业大学农业农村部可再生能源新材料与装备重点实验室郑州450002 黄河科技学院现代农业工程研究院郑州450063

以菌体干重、比产氢速率、pH值和葡萄糖浓度等为主要实验指标,研究不同波长光源对HAU-M1光合菌群生长及光发酵产氢的影响,并用产氢动力学对光合菌群产氢进行分析。结果表明:相同光照强度下,相对于连续全光谱,492~622 nm波长光照能促进... 详细信息

以菌体干重、比产氢速率、pH值和葡萄糖浓度等为主要实验指标,研究不同波长光源对HAU-M1光合菌群生长及光发酵产氢的影响,并用产氢动力学对光合菌群产氢进行分析。结果表明:相同光照强度下,相对于连续全光谱,492~622 nm波长光照能促进光合菌群生长及产氢;492~577 nm波长下菌群生长及产氢效果最佳,菌体干重达到0.72 g/L,比产氢速率达到11.16 mL/(g DCW·h),相比对照组提高25%。

关键词：光合细菌生物制氢光源波长