超微化秸秆粉体物性微观结构及光合生物产氢实验研究的任务书.docx

超微化秸秆粉体物性微观结构及光合生物产氢实验研究的任务书
任务书
研究题目：超微化秸秆粉体物性微观结构及光合生物产氢实验研究
研究目的：秸秆是农业生产中的剩余物，而秸秆的处理一直是一个难题。传统的处理方式是焚烧或堆放，这不仅会造成浪费，还会污染环境。因此，对秸秆进行资源化利用是很重要的。本研究旨在探讨超微化秸秆粉体的物性微观结构，并且通过光合生物的产氢实验，探究其生物能源利用的潜力。
研究内容：
1.秸秆的超微化处理
超微化是利用物理、化学等手段将秸秆进行微细化处理，使秸秆粉颗粒直径在10微米以下，而且颗粒均匀且稳定。本研究将采用高压切割、球磨、超声波等多种超微化工艺进行秸秆的微细化处理，并分析不同工艺对秸秆粉体物理性质的影响，探究最适宜的超微化工艺。
2.秸秆粉体的物性微观结构分析
通过扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等方式对不同超微化处理后的秸秆粉体的物性微观结构进行表征，并探究其微观性质与超微化工艺之间的关系。
3.光合生物产氢实验
利用Clostridiumacetobutylicum等具有产氢能力的菌株，采用秸秆粉体为碳源，通过光合生物反应进行氢气产生实验。采用气体色谱法等技术对实验结果进行检测，并分析影响秸秆粉体光合生物产氢的因素，为实现生物质能源的高效利用提供理论基础。
研究方法：
1.秸秆的超微化处理：采用高压切割、球磨、超声波等多种超微化工艺进行秸秆的微细化处理。
2.秸秆粉体的物性微观结构分析：通过扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等方式对不同超微化处理后的秸秆粉体的物性微观结构进行表征。
3.光合生物产氢实验：利用Clostridiumacetobutylicum等具有产氢能力的菌株，采用秸秆粉体为碳源，通过光合生物反应进行氢气产生实验。采用气体色谱法等技术对实验结果进行检测。
研究意义：
本研究对秸秆资源的利用提出了新思路，能够实现秸秆资源的有效再利用，降低资源浪费和环境污染。同时，通过对秸秆超微化处理过程进行深入研究，可以为生物质化工的研究提供新方向和思路。此外，通过光合生物反应产生氢气的实验，有望为实现生物质能源的高效利用提供理论基础，并有助于推动生物能源技术的发展。
研究时间：2021年3月-2022年3月
研究经费：10万元
研究人员：主要研究人员3人，实验员2人，经费管理人员1人
研究成果：发表学术论文2篇，参加国际、国内相关学术会议2次，申请1项专利。
参考文献：
1.陈文彬,王国兴.秸秆微细化增效利用的发展现状及展望[J].水土保持研究,2019(3):1-7.
2.Zhang,Q.,Cheng,L.,Chen,L.,etal.Characterizationofultramicroscopicstructureandthermalpropertyofwheatstrawafterballmilling[J].CarbohydratePolymers,2016,153:194-200.
3.JingYe,JibinLu,LuyuWang,etal.HydrogenProductionfromCornStoverBiomassbyClostridiumacetobutylicum:EffectsofUltrasonicPretreatment,NutrientSupplementsandSubstrateConcentration[J].Energy&Fuels,2020,34(8):9938-9944.