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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

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超微玉米芯粉的酶解预处理工艺实验研究

太阳能学报 2013年第9期34卷 1536-1541页

作者：张志萍周雪花岳建芝王毅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

以还原糖产量和酶解效率为考查指标,对酶负荷、底物浓度、酶解时间等条件进行优化研究,并讨论纤维素酶重吸附再利用方法的可行性。结果表明:100mL反应液中,酶解预处理反应的最优工艺为酶负荷100mg、底物浓度25mg/mL、酶解时间48h,此条... 详细信息

以还原糖产量和酶解效率为考查指标,对酶负荷、底物浓度、酶解时间等条件进行优化研究,并讨论纤维素酶重吸附再利用方法的可行性。结果表明:100mL反应液中,酶解预处理反应的最优工艺为酶负荷100mg、底物浓度25mg/mL、酶解时间48h,此条件下还原糖产量为1459mg,酶解效率为52.52%。利用酶解液进行光合微生物产氢实验,7d累积产氢量最高为1011mL。用底物吸附法进行纤维素酶重吸附利用,得出纤维素酶可进行3次高效再利用,对减少酶用量、降低制氢成本有重要意义。

关键词：光合产氢重吸附方法酶解效率还原糖产量超微玉米芯粉

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光合细菌生物制氢技术研究进展

农业机械学报 2013年第6期44卷 156-161页

作者：张全国王毅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

阐述了国内外光合细菌生物制氢技术的研究进展,讨论了影响光合细菌制氢技术发展的主要因素,探索了利用生物与工程技术提高光合细菌产氢效率的有效途径和方法,指出了目前光合细菌生物制氢技术发展存在的障碍和问题,并对光合细菌生物制氢... 详细信息

阐述了国内外光合细菌生物制氢技术的研究进展,讨论了影响光合细菌制氢技术发展的主要因素,探索了利用生物与工程技术提高光合细菌产氢效率的有效途径和方法,指出了目前光合细菌生物制氢技术发展存在的障碍和问题,并对光合细菌生物制氢技术发展方向及趋势进行了展望。

关键词：光合细菌生物制氢产氢工艺光合反应器研究进展

上燃均衡供氧式生物质成型燃料炊事炉的设计与性能测试

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太阳能学报 2019年第2期40卷 291-297页

作者：荆艳艳李亚猛周雪花张志萍朱胜楠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

为提高农村用能效率,依据生物质燃烧特性和热工计算标准,设计上燃均衡供氧式生物质成型燃料炊事炉。确定炊事炉的主要设计参数,构建相互独立的螺旋式分级配风系统及灰仓与风管相结合的自然进风系统,并对炊事炉的性能进行测试。结果显示... 详细信息

为提高农村用能效率,依据生物质燃烧特性和热工计算标准,设计上燃均衡供氧式生物质成型燃料炊事炉。确定炊事炉的主要设计参数,构建相互独立的螺旋式分级配风系统及灰仓与风管相结合的自然进风系统,并对炊事炉的性能进行测试。结果显示炊事炉热效率为40.25%,炊事火力强度为3.32 kW,烟尘、CO、SO_2、NO_x等烟气污染物排放均符合国家相关标准,可保证成型颗粒燃料的充分燃烧,提高燃烧性能。

关键词：生物质压块成型颗粒化炊事炉均衡供氧

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光合细菌产氢过程中氮源利用实验

农业机械学报 2014年第10期45卷 194-199页

作者：王毅周雪花张志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

对从活性污泥中筛选出的光合产氢混合菌群进行了光合产氢实验,研究了氮源对光合细菌生长和产氢过程的影响,分析了光合产氢过程中混合菌群对氮源的利用规律。结果表明：光合细菌生长过程中对氮源有很强的选择性,无机氮源尤其是铵盐类物... 详细信息

对从活性污泥中筛选出的光合产氢混合菌群进行了光合产氢实验,研究了氮源对光合细菌生长和产氢过程的影响,分析了光合产氢过程中混合菌群对氮源的利用规律。结果表明：光合细菌生长过程中对氮源有很强的选择性,无机氮源尤其是铵盐类物质最易为光合细菌所利用,有机氮源次之;以（NH4）2SO4为氮源,添加浓度为7 mmol/L时,菌体生长最为良好,在培养24～48 h内,（NH4）2SO4利用速率最大,最大消耗速率为0.105 mmol/L。不同种类氮源对光合产氢混合菌群产氢的影响不很明显,利用有机氮源产氢效果好于无机氮源。光合细菌以（NH4）2SO4为氮源,添加浓度为3.5 mmol/L时,菌体具有较强的产氢活性,光合产氢过程中氮源只在0～48 h内有少量消耗,菌体进入产氢高峰期后不再利用氮源。

关键词：光合细菌混合菌群光合产氢氮源实验

TEMPO氧化法制备纳米几丁质晶须粒子的优化及其产品特性表征

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材料导报 2018年第10期32卷 1597-1601页

作者：李雪云王合中河南农业大学农业纳米研究中心郑州450002 河南农业大学植物保护学院郑州450002

以虾壳几丁质为原料,利用TEMPO-NaBr-NaClO选择性氧化体系制备羧基化纳米几丁质晶须粒子。测定了反应体系中pH值与NaClO(13%有效氯)含量的变化对几丁质羧基化的影响,研究了生产高羧基含量和小颗粒粒度纳米几丁质晶须的最佳反应条件。利... 详细信息

以虾壳几丁质为原料,利用TEMPO-NaBr-NaClO选择性氧化体系制备羧基化纳米几丁质晶须粒子。测定了反应体系中pH值与NaClO(13%有效氯)含量的变化对几丁质羧基化的影响,研究了生产高羧基含量和小颗粒粒度纳米几丁质晶须的最佳反应条件。利用傅里叶变换红外光谱、透射电子显微镜、动态光散射对制备的负电荷纳米几丁质晶须粒子进行结构表征,测定产品水悬浮液的有效粒径和有效电位;采用电导率法测定负电荷纳米几丁质的羧基含量。实验结果表明:在反应体系B1(pH=10.5,V(NaClO)=15mL)中,制备的负电荷纳米几丁质羧基含量最大,达(3.16±0.23)mmol/g,纳米晶须粒子流体动力学粒径(Z-average)为(113.97±2.29)nm,Zeta电位为(-38.73±4.49)mV;在反应体系B0(pH=10.5,V(NaClO)=18mL)中,制备的NC-晶须的羧基含量、粒子Z-average和Zeta电位分别为(3.00±0.41)mmol/g、(106.13±0.38)nm和(-41.41±6.83)mV。上述两种条件制备的纳米几丁质晶须粒子羧基含量和Zeta电位没有显著差异,但B0晶须粒子有效粒径最小。由于纳米材料的小尺寸效应是影响纳米材料生物活性的关键因素,因此制备高生物活性的纳米几丁质晶须的最佳条件是B0,即制备条件为pH=10.5,V(NaClO)=18mL(13%)。

关键词： TEMPO氧化反应体系纳米几丁质晶须优化

不同硅吸收效率水稻品种根系对硅素水平的响应

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应用生态学报 2009年第2期20卷 320-324页

作者：刘辉张静杜彦修赵全志陈静蕊乔江方河南农业大学河南省作物生长发育调控重点实验室郑州450002

为明确硅对水稻根系生长发育的影响,以4个硅吸收效率不同的水稻品种(高效吸收品种TN1、白香粳和低效吸收品种卷叶粳、一目惚)为材料,采用国际水稻研究所的营养液配方水培试验,设置0(T1)、1.25(T2)和2(T3)mmol·L-13个硅素水平,研究了不... 详细信息

为明确硅对水稻根系生长发育的影响,以4个硅吸收效率不同的水稻品种(高效吸收品种TN1、白香粳和低效吸收品种卷叶粳、一目惚)为材料,采用国际水稻研究所的营养液配方水培试验,设置0(T1)、1.25(T2)和2(T3)mmol·L-13个硅素水平,研究了不同硅素水平对不同基因型水稻根系和地上部干物质量、根条数、侧根数、根总长和根直径等的影响.结果表明:随硅素水平的提高,水稻各品种均表现为根系干物质量、根冠比、侧根数和根总长逐渐减少,地上部干物质量、根条数和根直径逐渐增大.较高的硅素水平有利于水稻不定根的分化发育,而不利于侧根的分化发育.在较低的硅素水平下,硅吸收效率高的基因型水稻TN1和白香粳的根干物质量和根冠比显著高于硅吸收效率低的品种卷叶粳和一目惚,其中白香粳的侧根数和根总长均显著高于卷叶粳和一目惚.可见,根总长和侧根数是引起水稻硅素吸收差异的主要原因.

关键词：水稻基因型硅吸收效率根系

TM@Ti_(2)CT_(x)电催化还原CO_(2):官能团诱导电子轨道重构与电荷转移

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Chinese Journal of Catalysis 2022年第7期43卷 1906-1917页

作者：李能彭嘉禾史祖皓张鹏李鑫武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室湖北武汉430070 武汉理工大学深圳研究院广东深圳518000 郑州大学材料科学与工程学院国家低碳环保材料智能设计国际联合研究中心河南郑州450001 华南农业大学生物质工程研究院农业部能源植物资源与利用重点实验室广东广州510642

单原子催化还原二氧化碳制备可再生燃料和化工原料是一种有前途二氧化碳资源化技术.受MXene纳米片及其表面官能团调节的启发,本文利用不同的官能团(T=‒O和‒S)构建了Ti_(2)C基单原子电催化剂(TM@Ti_(2)CT_(x),TM=V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni),采用... 详细信息

单原子催化还原二氧化碳制备可再生燃料和化工原料是一种有前途二氧化碳资源化技术.受MXene纳米片及其表面官能团调节的启发,本文利用不同的官能团(T=‒O和‒S)构建了Ti_(2)C基单原子电催化剂(TM@Ti_(2)CT_(x),TM=V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni),采用从头算量子化学方法,通过调控MXene表面官能团引起电子轨道重构和电荷转移,从而调控MXene基电催化剂的二氧化碳电催化性能.本文研究发现,氧官能团表面锚定的单原子催化剂(TM@Ti_(2)CO_(2))能够显著活化CO_(2).当CO_(2)分子吸附在TM@Ti_(2)CO_(2)表面上时,CO_(2)分子的轨道发生了重构,CO_(2)分子2π*u反键轨道劈裂,部分轨道与单原子的3d轨道结合沉入费米能级之下,导致CO_(2)分子发生形变.当CO_(2)分子吸附在TM@Ti_(2)CS_(2)后,2π*u反键轨道并未发生劈裂,因而CO_(2)分子并未产生形变.Bader电荷的研究结果表明,相比于硫官能团,锚定单原子一侧的氧官能团能够提供额外的电子参与CO_(2)活化的电荷输运当中.当电荷注入到缺电子中心的碳原子上时,CO_(2)的分子轨道发生了重构,导致CO_(2)分子活化.进一步解析CO_(2)在单原子催化剂表面的吸附过程发现,TM@Ti_(2)CO_(2)传输的电子有利于CO_(2)分子克服弯折所需能量,进而达到活化CO_(2)的目的.质子化反应研究也表明,活化后的CO_(2)分子能够降低形成COOH/HCOO中间产物的难度.在第三步质子化反应过程中,TM@Ti_(2)CO_(2)催化剂反应能垒均比TM@Ti_(2)CS_(2)高,不利于CO_(2)还原成甲烷.在此基础上,本文提出通过构建氧硫混合官能团表面来提升CO_(2)电催化还原性能.研究表明,氧硫混合官能团表面锚定的单原子不仅能够有效活化CO_(2)分子同时也降低了反应的能垒,为实验合成高效MXene基单原子CO_(2)还原催化剂提供了新思路.

关键词： TM@Ti_(2)CTx MXene 单原子催化剂 CO_(2)还原轨道重构电荷转移表面混合官能团

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太阳能理论课程体系的探讨与研究

科技视界 2021年第34期 35-36页

作者：青春耀陶红歌赵淑蘅张志萍刘圣勇河南农业大学河南郑州450002 河南省生物质能源与纳米材料国际联合实验室河南郑州450002

文章对太阳能理论课程体系进行探讨与分析,指出了该课程理论内容涉及的知识点及其联系,论证了太阳能理论课程面宽点多的特点,进而梳理出体系设计对本科太阳能教学的影响,提出了相应的太阳能理论课程规划方法。

关键词：太阳能理论课程体系结构探讨研究