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基于微生物和热化学的生物质制氢技术路径比较
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作者 王东营 李子壮 +3 位作者 沈珂 徐诗月 李叶青 邱萍 《绿色科技》 2025年第16期257-261,280,共6页
在“双碳”目标下,生物质能是极具发展潜力的可再生能源,生物质制氢成为绿氢生产的重要途径。系统比较了目前具有代表性的3种生物质制氢的技术路径:通过热化学途径转化的生物质气化制氢技术具有成本低、氢气产率高的优势,但存在能耗较... 在“双碳”目标下,生物质能是极具发展潜力的可再生能源,生物质制氢成为绿氢生产的重要途径。系统比较了目前具有代表性的3种生物质制氢的技术路径:通过热化学途径转化的生物质气化制氢技术具有成本低、氢气产率高的优势,但存在能耗较高的问题;在暗、光协同作用下由微生物发酵生物质的暗光耦合发酵制氢,氢气转化率高但工艺复杂;通过重整甲烷高效制氢的沼气制氢,可应用场景广泛,但面临农村资源分散与工业规模化需求之间的协同挑战。未来发展方向包括技术优化(如催化剂开发、菌种改良)、多技术耦合及政策支持,以推动生物质制氢的规模化应用,助力“碳中和”目标的实现。研究为生物质制氢技术的工艺选择与产业化提供了理论参考。 展开更多
关键词 生物质制氢 生物质气化制氢 暗光耦合发酵制氢 沼气制氢
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微生物组学及其在厌氧消化中的研究进展 被引量:9
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作者 李叶青 景张牧 +3 位作者 江皓 徐泉 周红军 冯璐 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期90-101,共12页
我国每年产生大量的有机废弃物,如果处置不当将会对生态、气候以及人类健康造成重大影响。厌氧消化是一种可靠的、绿色的、可持续的有机废弃物处理方式,但由于缺乏准确有效的监测手段,厌氧消化微观过程常常被视为“黑盒”。随着微生物... 我国每年产生大量的有机废弃物,如果处置不当将会对生态、气候以及人类健康造成重大影响。厌氧消化是一种可靠的、绿色的、可持续的有机废弃物处理方式,但由于缺乏准确有效的监测手段,厌氧消化微观过程常常被视为“黑盒”。随着微生物组学的发展,学者们在菌群与运行参数关联性分析、代谢途径分析等方面有了更深入的认识。本文从“三阶段、四菌群”的厌氧消化过程出发,介绍了常用微生物组学的类型,包括:16S rRNA基因组、宏基因组、宏转录组和宏蛋白组;详细阐述了物种组成分析、α多样性分析、OTU相似性分析以及多元统计学分析等6种常用的微生物群落生物信息学分析方法;系统回顾了厌氧消化过程的微生物学研究进展,以期能为分析厌氧消化的微生物群落结构和功能、开发新的厌氧消化工艺和技术提供支持。 展开更多
关键词 厌氧消化 高通量测序 微生物组成 生物信息学
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CO_(2)吸附材料的研究进展 被引量:12
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作者 何利梅 姜伟丽 +3 位作者 李继聪 周广林 司伟 唐家凯 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期83-91,共9页
介绍了活性炭、沸石分子筛、金属氧化物、金属有机骨架材料(MOFs)、纤维、硅胶、多孔有机聚合物等CO_(2)吸附材料的研究近况。活性炭材料具有巨大的比表面积,且价格低廉、制备简单,长期以来一直都备受关注。沸石分子筛同样具有大的比表... 介绍了活性炭、沸石分子筛、金属氧化物、金属有机骨架材料(MOFs)、纤维、硅胶、多孔有机聚合物等CO_(2)吸附材料的研究近况。活性炭材料具有巨大的比表面积,且价格低廉、制备简单,长期以来一直都备受关注。沸石分子筛同样具有大的比表面积,且离子交换性能导致孔径大小与吸附性能可调。金属氧化物具有碱性可对CO_(2)进行化学吸附,具有吸附容量高、操作技术简单等优点。MOFs作为一种新兴的吸附材料,具有结构与功能多样性的特点,拥有广大的应用前景。纤维、硅胶及多孔有机聚合物等其他的吸附材料具有结构稳定性强、活性高及吸附速率快等特点。 展开更多
关键词 二氧化碳 吸附 活性炭 分子筛 金属氧化物 金属有机骨架材料
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秸秆与猪粪混合高固厌氧消化产气性能及关键微生物分析 被引量:1
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作者 傅国志 郭文阳 +5 位作者 马宗虎 刘蔚 李博凯 孙子滟 王祯欣 李叶青 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期3386-3394,共9页
高固厌氧消化(HS-AD)是处理木质纤维素类原料和其他高固含率有机原料的有效方式之一。本文以节能高效为出发点,研究秸秆和猪粪为混合原料,两者不同配比(秸秆/猪粪的质量比2∶1、1∶1和1∶2)条件下,反应器的运行情况及关键微生物变化情... 高固厌氧消化(HS-AD)是处理木质纤维素类原料和其他高固含率有机原料的有效方式之一。本文以节能高效为出发点,研究秸秆和猪粪为混合原料,两者不同配比(秸秆/猪粪的质量比2∶1、1∶1和1∶2)条件下,反应器的运行情况及关键微生物变化情况。结果表明:原料的配比对高固厌氧消化的产气量有明显影响。相比于其他两组实验,秸秆和猪粪的配比为2∶1时,累计产气量最大为229.66L,最终甲烷含量稳定在60.7%左右,转化为单位VS产甲烷量为131.8mL/g VS。同时,反应过程中液相性质(pH、VFA、TIC)的变化,也说明秸秆和猪粪配比为2∶1时,运行平稳且产气较好。另外,微生物分析结果显示,秸秆和猪粪配比为2∶1的实验组,在实验启动的前期,甲烷八叠球菌(Methanosarcinaceae)的相对丰度较高,并且细菌和古菌群落的丰富度和多样性都优于其他两组。 展开更多
关键词 高固厌氧消化 秸秆 猪粪 微生物分析
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Rh-BIPHEPHOS催化剂作用下的丁烯异构与氢甲酰化反应 被引量:3
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作者 姜伟丽 何利梅 +3 位作者 黄斌 陈雅琪 周广林 周红军 《燃料化学学报》 CSCD 北大核心 2021年第8期1173-1180,共8页
为了深入研究丁烯氢甲酰化反应中可能发生的异构化与氢甲酰化反应,在Rh-BIPHEPHOS的催化作用下,对比研究了不同丁烯原料在不同温度下与合成气的反应。结果表明,1-丁烯与合成气反应时,异构化产物(2-丁烯)比氢甲酰化产物多,而以2-丁烯作... 为了深入研究丁烯氢甲酰化反应中可能发生的异构化与氢甲酰化反应,在Rh-BIPHEPHOS的催化作用下,对比研究了不同丁烯原料在不同温度下与合成气的反应。结果表明,1-丁烯与合成气反应时,异构化产物(2-丁烯)比氢甲酰化产物多,而以2-丁烯作为原料时,氢甲酰化反应占优势;受到1-丁烯和2-丁烯之间反应平衡的限制,温度对异构化反应有较大的正向影响。此外,在Rh-BIPHEPHOS的催化作用下,因为BIPHEPHOS较大的咬合角限制了异戊醛形成过程中的中间重排,所以产物中正戊醛的量要比异戊醛多。 展开更多
关键词 氢甲酰化 催化 丁烯 戊醛 异构化
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外源添加物强化聚氯乙烯水热碳化脱氯 被引量:1
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作者 李叶青 羊省儒 +4 位作者 梁卓 江皓 徐泉 周红军 冯璐 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期2706-2712,共7页
针对聚氯乙烯(PVC)垃圾难降解且焚烧处理会产生有毒物质造成环境污染等问题,本文提出了水热碳化技术处理的新途径。同时研究了不同外源添加物与PVC树脂协同水热碳化对提高脱氯效率的影响。结果显示生物质的添加可以促进PVC水热碳化反应... 针对聚氯乙烯(PVC)垃圾难降解且焚烧处理会产生有毒物质造成环境污染等问题,本文提出了水热碳化技术处理的新途径。同时研究了不同外源添加物与PVC树脂协同水热碳化对提高脱氯效率的影响。结果显示生物质的添加可以促进PVC水热碳化反应中取代、消除、脱水和芳构化反应。当水稻秸秆与PVC树脂质量比为1.4、水热温度240℃、反应120min时,脱氯效率可达97.50%±1.40%,固相产物高位热值为39.57MJ/kg±0.40MJ/kg,燃烧性能好。该技术为PVC垃圾转化成固体燃料、实现可持续利用提供了新思路,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 水热碳化 脱氯 聚氯乙烯 外源添加物
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黄贮玉米秸秆在全混流、竖向推流、折流板竖向推流反应器中的厌氧发酵特性 被引量:1
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作者 江皓 吴凡 +3 位作者 于蕾 钱名宇 周红军 李叶青 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期3256-3262,共7页
为提高厌氧发酵的效率和秸秆利用率,将玉米干秸秆经过物理生物联合预处理形成黄贮玉米秸秆。本研究通过实验考察了黄贮玉米秸秆在竖向推流反应器(vertical plug flow,VPF)、全混流反应器(continuous stirred tank reactor,CSTR)和由本... 为提高厌氧发酵的效率和秸秆利用率,将玉米干秸秆经过物理生物联合预处理形成黄贮玉米秸秆。本研究通过实验考察了黄贮玉米秸秆在竖向推流反应器(vertical plug flow,VPF)、全混流反应器(continuous stirred tank reactor,CSTR)和由本文作者课题组首创的折流板竖向推流反应器(baffled vertical plug flow,BVPF)中的厌氧发酵产气性能。结果表明,VPF反应器在有机负荷率(organic loading rate,OLR)为0.5gVS/(L·d)时运行良好,但提高OLR会出现出料困难的问题。CSTR有搅拌装置,所以反应器能够快速达到产气平衡。在OLR为1gVS/(L·d)时,BVPF达到稳定所需时间比CSTR多7天,但最终趋于稳定时CSTR和BVPF反应器的单位挥发性固体(volatile solid,VS)的日产气量分别为390.9mL和382.4mL。在OLR为2gVS/(L·d)时,BVPF达到稳定所需时间仅比CSTR多2天,稳定时CSTR和BVPF反应器的单位VS日产气量分别为291.3mL和294.9mL。此外,3种反应器在运行阶段,pH和VFA/TIC值都能维持稳定。在提高OLR后,BVPF和CSTR能够达到新的平衡状态。本实验结果表明VPF反应器只能用于低OLR的情况;CSTR达到稳定状态所需的时间较短,但CSTR和BVPF在稳定运行时的产气效率基本持平。由于BVPF的耗能量、耗水量低,因此该类反应器有良好的商业应用前景。 展开更多
关键词 厌氧 生物质 生物反应器 黄贮玉米秸秆 发酵特性
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