預(yù)處理方法對玉米秸稈發(fā)酵產(chǎn)氫的影響及其機(jī)理分析

【摘要】：研究了不同預(yù)處理方法對玉米秸稈發(fā)酵產(chǎn)氫氣的影響和秸稈降解產(chǎn)氫的機(jī)理。實(shí)驗(yàn)分別采用酸解(AP)、酸解耦合固態(tài)酶解(AEP)、高溫蒸煮(HP)和高溫蒸煮耦合固態(tài)酶解(HEP)的玉米秸稈進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)氫,分析預(yù)處理后秸稈累積產(chǎn)氫量與可溶性糖含量的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,通過秸稈化學(xué)組成成分分析、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)和X-射線衍射分析,探討了秸稈降解的機(jī)理。結(jié)果表明,秸稈的累積產(chǎn)氫量與可溶性糖含量基本正相關(guān),秸稈糖化效率是影響秸稈累積產(chǎn)氫量的主要因素。四種預(yù)處理方法主要作用于秸稈半纖維素和纖維素的無定型區(qū),預(yù)處理過程皆在不同程度上提高了秸稈的結(jié)晶度,并在極大程度上提高了玉米秸稈的累積產(chǎn)氫量。其中AEP方法預(yù)處理秸稈效果最好,累積產(chǎn)氫量達(dá)到了226.1 m L·(g·TS)-1。 【作者單位】： 中州大學(xué)實(shí)驗(yàn)管理中心;河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院生物工程系;鄭州大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 玉米秸稈 預(yù)處理 發(fā)酵產(chǎn)氫 機(jī)理
【基金】：國家自然科學(xué)基金河南省人才培養(yǎng)聯(lián)合基金(U1204522) 河南省高校科技創(chuàng)新人才支持計(jì)劃項(xiàng)目(13HASTIT033)
【分類號】：TQ116.2
【正文快照】： 1前言近年來隨著石油、煤炭等化石能源的消耗,氫氣作為新型清潔可再生能源受到了極大的重視[1]。在制取氫氣的各種方法中,發(fā)酵制氫以能耗小、產(chǎn)氫速率快、穩(wěn)定性高、可利用底物范圍廣等特點(diǎn),深受國內(nèi)外研究者關(guān)注和青睞[2,3]。目前,發(fā)酵法生物制氫研究所用的底物大多為可溶性

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