光合细菌固定化包埋颗粒产氢特性实验研究的开题报告

光合细菌固定化包埋颗粒产氢特性实验研究的开题报告
光合细菌固定化包埋颗粒产氢特性实验研究的开题报告
一、研究背景和意义
氢气是一种清洁、高效、环保、可再生的燃料，可以用来代替传统化石燃料，减少对
环境的污染和对可持续发展的不利影响。

光合水解产氢是一种新兴的氢气生产方法，
其原理是利用光合细菌利用太阳能将光能转化为化学能，促进水的分解产生氢气。

与
传统氢气生产方法相比，光合水解产氢具有能源来源可再生、废物处理效益高、环保、节能等优点。

固定化包埋颗粒技术是一种把细胞或酶固定在载体上的方法，具有增加生物体积密度、降低生物体操作难度、提高稳定性等优点，被广泛应用于废水处理、生物反应器等领域。

在光合水解产氢中，如果能够将光合细菌固定化包埋，不仅可以提高生产效率，
还可以减少环境污染和对生物体的伤害。

因此，对光合细菌固定化包埋颗粒产氢特性
进行实验研究，具有重要的科学意义和实际应用价值。

二、研究内容和方法
本研究的主要内容是通过实验研究光合细菌固定化包埋颗粒的产氢特性，分析包埋颗
粒形态、固定化方式、光照强度、pH值等因素对产氢性能的影响。

实验方法主要包括以下几个方面：
1. 光合菌种筛选：通过文献调查和实验室初步实验筛选适合产氢的光合菌株。

2. 包埋颗粒制备：采用复合材料填充物和多孔陶瓷颗粒作为载体，在严密无氧条件下
固定化包埋光合菌株。

3. 参数优化：通过调整光照强度、pH值、浓度等因素，控制产氢速率和气体产量。

4. 理化性质分析：对固定化包埋光合细菌颗粒进行形态观察、染色、SEM扫描、生长状态等分析，并对产生的氢气进行分析。

三、预期成果
1. 制备出光合细菌固定化包埋颗粒，初步探究了包埋颗粒的形态、固定化方式等影响
因素。

2. 分析了光照强度、pH值、浓度等因素对光合细菌固定化包埋颗粒产氢性能的影响。

3. 实验结果对光合水解产氢技术的发展和应用具有一定的参考价值。

四、研究措施和计划进度
本研究计划期限为一年，预计按照以下步骤完成：
第1-4个月：文献调查、光合菌种筛选、包埋颗粒制备等。

第5-8个月：参数优化、产氢性能实验等。

第9-10个月：对实验结果进行数据分析和结果总结。

第11-12个月：撰写研究论文，并参加相关学术会议报告成果。

五、参考文献
1. Choi W., Lee J., Ryu E. K., et al. (2001), Phototrophic H_2 Production by Immobilized Rhodobacter sphaeroides [J]. Biotechnology and Bioengineering, 75(1), 53-59.
2. Choi H. S., Choi S. Y., Park C. G., et al. (2006), Hydrogen Production by Non-Sulphur Photosynthetic Bacteria Encapsulated in Calcium Alginate Beads [J]. International Journal of Hydrogen Energy, 31(13), 1802-1808.
3. Guedhami A., Achache A., and Harrar A. (2011), Improvement of Photobiological Hydrogen Production by Immobilized Cells of Rhodobacter capsulatus [J]. International Journal of Hydrogen Energy, 36(1), 47-5
4.。