腸桿菌厭氧發(fā)酵制氫的研究.pdf

1、在21世紀(jì)，清潔能源是人類社會(huì)對(duì)能源的新要求。氫能由于環(huán)保、潔凈等優(yōu)點(diǎn)而成為最具發(fā)展前景的新能源之一，受到全社會(huì)的廣泛關(guān)注。當(dāng)前，氫氣的開(kāi)發(fā)和利用已成為新能源領(lǐng)域科學(xué)研究的重點(diǎn)課題。在眾多的氫能的開(kāi)發(fā)利用中，厭氧發(fā)酵制氫由于其產(chǎn)氫能力高、操作過(guò)程簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和等一系列的優(yōu)點(diǎn)而受到人們的重視。
　　 本文主要是對(duì)厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫過(guò)程進(jìn)行初步研究，研究?jī)?nèi)容主要包括產(chǎn)氫菌種的篩選、鑒定，產(chǎn)氫過(guò)程的主要影響因子以及菌種代謝網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。實(shí)

2、驗(yàn)中對(duì)來(lái)源不同的污泥樣品進(jìn)行酸、熱等處理，然后利用改進(jìn)的Hungate技術(shù)篩選出產(chǎn)氫能力高的菌株，在已篩選的4株產(chǎn)氫能力強(qiáng)的菌株中，ES3的產(chǎn)氫能力最高，其產(chǎn)氫量達(dá)到了1804ml/1，因此選定ES3為本實(shí)驗(yàn)中研究的目標(biāo)菌種。實(shí)驗(yàn)中對(duì)ES3進(jìn)行形態(tài)觀察、生理生化分析和16SrDNA分子生物學(xué)鑒定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ES3和Enterobacteriaceace Bacterium M530的16SrDNA基因的同源性高達(dá)98％，初步鑒定該菌種為腸

3、桿菌屬細(xì)菌，同時(shí)命名該菌種為Enterobacteriaceace Bacterium M530-ES3，簡(jiǎn)稱ES3，從而確定了該菌種在微生物分類學(xué)上的地位。
　　 實(shí)驗(yàn)中對(duì)ES3的生長(zhǎng)特性進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，該菌種的最佳碳源為葡萄糖，最合適的產(chǎn)氫溫度為34℃～37℃，同時(shí)該菌種的發(fā)酵周期短，一般持續(xù)10h～14h。本課題中對(duì)影響發(fā)酵產(chǎn)氫過(guò)程和產(chǎn)氫酶活性有關(guān)的兩個(gè)主要因素pH和還原劑進(jìn)行了重點(diǎn)研究，結(jié)果表明：ES3的最佳的產(chǎn)氫pH值

4、為5.8，在該pH條件下，添加適量的緩沖體系后，ES3的產(chǎn)氫效果更佳；同時(shí)實(shí)驗(yàn)中以L-半胱氨酸作為還原劑對(duì)產(chǎn)氫過(guò)程進(jìn)行研究，當(dāng)L-半胱氨酸濃度為300ml/1時(shí)，ES3的產(chǎn)氫量最大，其氫氣轉(zhuǎn)化率可達(dá)到1.29molH2/molGlu。
　　 ES3在厭氧發(fā)酵過(guò)程中，除了發(fā)酵產(chǎn)生氫氣和CO2外，還同時(shí)產(chǎn)生其他的代謝副產(chǎn)物。研究發(fā)現(xiàn)，ES3在厭氧發(fā)酵過(guò)程中的主要代副謝產(chǎn)物為乙醇、乙酸、2，3丁二醇、少量琥珀酸和乳酸。因此研究過(guò)程中根