玉米芯糖化水解及发酵法生物产氢

通过正交实验研究了硫酸水解预处理对玉米芯糖化效率及发酵产氢的影响,优化了相应的工艺参数,结果表明：玉米芯的最佳糖化效率和发酵产氢出现在水解温度115℃ ,硫酸浓度1.0%,水解时间1.5 h和固液比(M/V)l:10,在该条件下,玉米芯糖化效率为0.5433g·（g TVS）^-1,酸解残渣的氢产氢达 85. ml H₂·(g TVS)^-1。此外,通过X射线粉末衍射分析和结晶度计算探讨了酸解预处理和氢发酵对玉米芯的作用机理。     

生物发酵制氢菌种富集优化与产氢的关联研究

本实验在不同溶液介质中用加热、曝气及二者联合并用的方法处理牛粪,富集厌氧发酵产氢菌。以4.4 g蔗糖为底物,用不同方法富集的产氢菌进行厌氧发酵制氢,考察不同方法处理过的菌源的累积产氢量。结果表明在0.25%NaOH溶液中加热处理牛粪的效果最好,再与曝气联合富集优化,能进一步提高产氢量,累积产氢量为1345.5 mL,是直接曝气富集菌源产氢量的2.0倍,直接在水溶液加热处理过的1.8倍。而且经过碱加热处理过的菌源,最佳曝气时间缩短至30 min,为直接曝气时间的1/4,最佳发酵初始pH值为6.0~7.0。     

玉米秸秆厌氧发酵制氢菌源的筛选及预处理研究

对联合预处理的秸秆利用微生物转化进行间歇或半间歇的产氢实验,采用牲畜动物粪便及堆肥作为产氢微生物菌种来源,筛选出玉米秸秆产氢的最佳菌源及菌源的最佳预处理方式。实验先后采用牛粪堆肥、新鲜牛粪、干羊粪、猪粪堆肥及牛粪和猪粪的混合堆肥进行产氢实验,实验结果表明在同样条件下以牛粪堆肥为菌源时累积产氢量最大;采用牛粪堆肥菌源进行预处理研究,得到的预处理最佳产氢条件为:菌源浸泡1d后,在0.25%的NaOH溶液中加热煮沸18min,然后再曝气30 min。     

玉米秸秆暗发酵产氢研究

为了提高秸秆与牛粪混合发酵的产氢量,以牛粪堆肥为混合菌种来源,未经处理的玉米秸秆为唯一底物,采用单因素优化法,对玉米秸秆发酵产氢过程中的一些关键参数进行优化,考察的关键参数有NH4HCO3质量浓度、K2HPO4质量浓度、营养质量液浓度、秸秆质量浓度和发酵初始pH等。结果表明,在37±1℃、转速150r/min的条件下,当控制NH4HCO3质量浓度为1 g/L、K2HPO4质量浓度为1 g/L、营养液质量浓度6 mL/L、秸秆质量浓度15 g/L和发酵初始pH=6时,达到最大产氢量为79.8 mL/g、最高产氢速率为9.4 mL/(g·h)。     

产1,3-丙二醇新型重组大肠杆菌JM109（pHsh-dhaB-yqhD）的构建及其转化甘油

利用温控载体pHsh将编码甘油脱水酶的基因dhaB和编码1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶的基因yqhD串联构建重组质粒pHsh-dhaB-yqhD, 将其转化大肠杆菌得到新型产1,3-丙二醇重组大肠杆菌JM109(pHsh-dhaB-yqhD), 并对影响该重组菌发酵的营养因子进行研究.实验结果表明：该重组菌转化甘油合成1,3-丙二醇的适宜培养基组成为甘油60 g·L^-1、酵母膏5.0 g·L^-1、维生素B₁₂ 0.05 g·L^-1以及KH₂PO₄ 7.5 g·L^-1; 以此培养基在5 L发酵罐上进行放大, 1,3-丙二醇产量、转化率和生产能力分别达到43.26 g·L^-1、72.2 %和1.55 g·L^-1·h^-1.     

UV/Fe3+/H2O2催化-混凝联合工艺

采用UV/Fe³⁺/H₂O₂ 催化-混凝联合工艺对难处理垃圾渗滤液进行了研究， 考察了Fe³⁺和H₂O₂初始浓度、初始pH、温度、反应时间及混凝液pH和混凝剂质量浓度对处理过程的影响。结果表明,在体系初始pH=8、温度40 ℃、 H₂O₂的初始浓度为0.12 mL·L^-1、Fe³⁺的初始浓度为4×10^-4 mol·L^-1、反应时间90 min、混凝液pH＝8及混凝剂质量浓度为500 mg·L^-1的条件下，废水的COD去除率为96.33%,处理水完全达到国家一级排放要求。     

超临界水中氨基乙酸的气化产氢特性

鉴于湿生物质如食品加工工业残余物和城市污泥中含有大量蛋白质的情况,以氨基乙酸作为蛋白质的模型化合物进行超临界水气化实验,研究了反应温度和反应时间耦合条件下Na₂CO₃的催化特性以及氨基乙酸气化产物特性。结果表明：添加Na₂CO₃会增大氨基乙酸的气化效率、氢气的体积分数和产率以及反应后液体化学需氧量（COD）的去除率,且添加质量分数为0.1%时的催化效果优于0.2%;Na₂CO₃主要是对H₂产率产生影响,其催化机理与已有碱性化合物的催化机理不同,可能是通过促进氨基乙酸的水解产物（甲酸）的脱羧反应来提高H₂的产率;氨基乙酸气化效率可达99.4%,生成物包括H₂、CO₂、N₂、CH₄和C₂～C₃气体,其中H₂的体积分数可超过50%,产率可达1.8 L·g^-1,且超过一半的份额来源于水,反应后液体清澈透明,COD和pH值指标均可以达到《生活杂用水水质标准》,可以进行回收利用。     

近-超临界水中Ni/ZrO2催化气化聚乙二醇水溶液的产氢特性

在连续流超临界水反应器中,以Ni/ZrO₂为催化剂,以聚乙二醇（polyethylene glycol,PEG）水溶液作为研究对象,考察了近-超临界状态下的有机质气化产氢特性。实验结果显示,PEG的气化产物主要成分为H₂、CO、CH₄和CO₂;其中,当加入90 g 15% Ni/ZrO₂时,在430℃、压力24 MPa、停留时间300 s的条件下,可以生成70.14 mmol H_2^·（g PEG）^-1,为不加入催化剂时的5.1倍,为加入90 g ZrO₂时的2.6倍,相应的TOC去除率、碳气化率和氢气化率分别达到88.84%、88.50%和169.40%;增大活性组分Ni的质量分数可以提高气化效果,在410℃、压力24 MPa、停留时间180 s的条件下,Ni质量分数从5%提高到15%时,TOC去除率、碳气化率和氢气化率分别从45.31%、44.55%和78.25%提高到58.66%、58.16%和112.49%;反应温度的上升和停留时间的延长对气化效果有正影响,明显提高H₂的摩尔产率;PEG浓度的上升可抑制水气转换反应并促进甲烷化反应的进行而导致其气化效率下降,其中,H₂产量急剧下降,CO₂产量先上升后下降,而CH₄产量随PEG浓度上升而上升。研究结果证明了所研制的Ni/ZrO₂催化剂在近-超临界水中对PEG的催化气化特别是产H₂表现出高活性,在达到相同反应效率前提条件下使反应温度降低约80℃。     

不同沉淀剂对制备邻苯基苯酚的Cu-Mg催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了用于环己烯基环己酮脱氢合成邻苯基苯酚的Cu-Mg催化剂,考察了不同共沉淀剂Na₂CO₃、NaOH、NaHCO₃、（NH₄）₂CO₃和H₂C₂O₄ 制备的Cu-Mg催化剂对催化活性和选择性的影响,利用XRD、BET、H₂-TPD、NH₃-TPD和CO₂-TPD等手段对催化剂进行表征。研究表明,催化剂制备中共沉淀剂种类对催化剂晶形结构、比表面积、表面酸、碱性和对氢吸附能力等影响显著,从而影响催化剂的活性和选择性;采用NaCO₃作共沉淀剂制备的Cu-Mg催化剂具有较大的比表面积,有利于MgO和活性组分Cu的分散,催化剂表面低温吸氢中心多,因而催化剂活性大,反应物转化率高,有利于降低催化剂表面强酸和强碱中心数,有利于抑制副反应,从而有利于提高生成邻苯基苯酚的选择性,在空速0.12 h^-1、H₂空速33 mL·（g·h）^-1和反应温度360 ℃条件下,环己烯基环己酮转化率达99.95%,邻苯基苯酚收率达95.23%。     

厌氧发酵产氢污泥的驯化技术

以糖蜜废水为发酵底物,以污水处理厂剩余污泥为反应器启动污泥,污泥采用曝气氧化预处理方法,从而达到厌氧发酵产氢目的并提高其发酵产氢能力.试验表明,经曝气氧化预处理后的污泥可作为厌氧发酵生物制氢的接种污泥,且具有较高的产氢能力,在实验条件下,反应器稳定运行时产气量为3 L,发酵产气中氢气浓度为75.77%,液相末端发酵产物主要为乙醇、乙酸.     

序批式光生物反应器中光合细菌跨膜传输及产氢特性

以沼泽红假单胞菌CQK-01为实验菌种,研究了序批式光生物制氢反应器不同初始底物浓度和初始pH值对光合细菌葡萄糖跨膜传输速率、细胞膜渗透性及产氢性能的影响,计算了光合细菌细胞膜对葡萄糖的渗透系数。结果表明光合细菌细胞膜对底物渗透性及传输速率的影响随菌体生长环境及时间而异;在初始底物浓度较低时,葡萄糖最大跨膜传输速率随初始底物浓度的增大而增大,并在75mmol.L-1时取得最大值,而不同初始底物浓度下光合细胞膜对葡萄糖的最大渗透系数都约为250cm3.(gDW)-1.h-1;但高底物浓度下葡萄糖跨膜传输速率减小,最大渗透系数在150mmol.L-1时仅为116cm3.(gDW)-1.h-1;当培养基初始pH值为7.0时,光合细菌细胞膜对葡萄糖的渗透性最佳,葡萄糖跨膜传输速率最大为9.74mmol.(gDW)-1.h-1;实验工况下光合细菌平均产氢速率最大为0.26mmol.L-1.h-1,产氢得率最高为0.63molH2.(molglucose)-1。     

高性能钯膜及其在氨分解制氢中的应用

引 言 液氨催化分解制氢工艺具有价格低廉、安全性好、附加值低、产物不含COx杂质等优点[1].此外,氨分解制氢体系的理论质量储氢量是17.6%,明显高于电解水(11.1%)、甲醇-水蒸气重整(12%)、汽油-水蒸气重整(12.4%)、氢化物水解(5.2%～8.6%)等制氢体系.但是,以纯氨为原料分解后只能得到含氢75%的混合气,而燃料电池只有在使用纯氢为原料气时才具有最高的工作效率,因此应当对氨分解产物中的氢进行提纯.     

催化加氢法提高乙二醇质量

对对催化加氢法提高乙二醇质量进行了研究,考察了反应温度、压力和乙二醇空速对乙二醇紫外透过率和杂质去除率的影响。结果表明,在反应温度353 K、乙二醇液时空速 30 h^-1、压力0.25 MPa、氢气质量空速0.02 g·ml^-1·h^-1条件下,催化剂连续运行90 d,乙二醇含水料在220、275、350 nm的UV值由原来的49.6％、88.2％、97.7％平均提高到73.8％、93.2％、99.7％,精馏后乙二醇成品的紫外透过率平均提高到84.2％、95.1％、99.9％,杂质去除率提高到75.5％、60％、95.8％,成品的醛含量由原来的11.5 μg·g^-1下降到3.7 μg·g^-1。     

K对Pt/γ-Al2O3催化剂制备邻苯基苯酚催化性能的影响

通过加入不同K助剂对0.5% Pt/γ-Al₂O₃催化剂进行改性,考察了其在由环己烯基环己酮脱氢制邻苯基苯酚（OPP）的催化反应中的催化性能,利用XRD、H₂-TPD、NH₃-TPD、CO₂-TPD等手段对催化剂进行表征,并与反应结果关联。研究表明,Pt/γ-Al₂O₃催化剂加入K助剂后不同程度地减少了催化剂表面的酸、碱量和对氢的吸附量;采用6.00%K₂SO₄作为助剂,明显地弱化了催化剂表面的强酸和强碱中心,减少了酸、碱量,调整了催化剂表面对中间产物、OPP和氢吸附量,抑制了副反应,可显著提高生成OPP的选择性,在LHSV 0.12 h^-1、H₂空速33 ml·g^-1·h^-1、380℃的反应条件下,环己烯基环己酮转化率为100%,OPP选择性达90%以上。     

α-纤维素膜气体分离性能

制备了α-纤维素膜并对其气体分离性能进行了研究.测定了水溶胀下，CO₂、H₂、CH₄、N₂、O₂等气体在α-纤维素膜内的气体渗透速率.通过比较研究醋酸纤维素膜、苯甲酰化纤维素膜和聚砜膜在干态和湿态下的气体渗透性能，揭示了水对α-纤维素膜气体渗透性能的作用规律.     

溴氰菊酯低温热容的测定及热化学性质

采用精密自动绝热量热计测量了溴氰菊酯在80～400 K温区的热容,试样纯度为0.9926（摩尔分数）.在此温区内出现一个固-液熔化相变,其熔化温度T_m、摩尔熔化焓Δ_fusH_m、摩尔熔化熵Δ_fusS_m分别为（372.15±0.02）K,（26.73±0.02）kJ·mol^-1,（71.81±0.06）J·K^-1·mol^-1.报道了该物质在298.15～400 K温区内每隔5 K的热力学函数H_(T)-H_(298.15),S_(T)-S_(298.15),G_(T)-G_(298.15)值.采用DSC法对试样进行了测定,并与绝热量热法进行了比较.用热重法研究了该化合物的热分解行为,得到分解反应动力学参数反应级数n、频率因子A及活化能E分别为1.78,1.15×10⁹min^-1,603.8 kJ·mol^-1.     

288 K下Li+,K+//CO2-3,B4O2-7-H2O四元体系的相平衡

Solubilities and properties (density, conductivity and pH value) of solutions in the quaternary system Li⁺,K⁺//CO^2-₃,B₄O^2-₇-H₂O at 288 K were experimentally studied with the isothermal equilibrium method. The phase diagram of the system consisted of two invariant points E and F, five univariant curves, and four crystallization fields that belonged to K₂CO₃·3/2H₂O,Li₂B₄O₇·3H₂O,K₂B₄O₇·4H₂O and Li₂CO₃. The composition of the solution corresponding to E was w（CO^2-₃）=2.27 %,w（B₄O^2-₇）=6.05 %,w（K⁺ ）=4.30%,w(Li⁺)=0.30 % and the equilibrium solids were Li₂B₄O₇· 3H₂O+K ₂B₄O₇·4H₂O+Li₂CO₃;The composition of the solution for F was w(CO^2-₃)=22.45%,w(B₄O^2-₇)=1.88%,w(K⁺ )=29.96%,w(Li⁺ )=0.03% and the equilibrium solids were K₂CO₃·3/2H₂O+K ₂B₄O₇·4H₂O+Li₂CO₃. K₂CO₃ possesses strong salting-out effect on K₂B₄O₇,Li₂CO₃ and Li₂B₄O₇.     

铬酸钠氢还原反应动力学

引言 铬为重要战略资源,铬及其化合物在国民经济中有不可替代的广泛应用.Cr2O3为铬盐工业主要产品之一,广泛有于、颜料、磨料、治金原料、耐火材料、有机合成催化剂、热喷涂材料等领域.     

动力系统利用液化天然气冷能的节能减排分析

针对动力系统CO₂减排能耗过高的问题,将液化天然气（LNG）的冷能集成用于空气分离制氧和CO₂近零排放动力循环的CO₂捕集,提出了一种利用LNG冷能的CO₂近零排放动力系统设计方案。研究结果表明：空分装置利用LNG冷能生产高压氧气、液氮和液氩等产品,生产能耗比传统空分装置降低57.6％,CO₂近零排放动力循环的火用效率可从52%提高至55.9％。同时,建立了CO₂近零排放动力系统利用LNG冷能的节能减排效益的数学模型,并对动力系统参数进行了分析。以一个进口量为3.0×10⁶ t·a^-1的接收站为例,CO₂近零排放动力系统利用接收站的LNG冷能每年可节省用电2.78×10⁸ kW·h,减少排放CO₂约3.87×10⁵ t·a^-1,经济效益可达到2.19亿元·a^-1。