一、预处理玉米秸秆生产燃料乙醇的动力学模型探讨（论文文献综述）
白一迪[1]（2021）在《批式流加发酵里氏木霉产纤维素酶的过程调控及应用》文中认为纤维素酶是我国第三大类工业酶,但是因为产酶强度较低且炼制过程的费用较高,导致其不仅产量较低且价格十分昂贵,在生物燃料的炼制过程中,纤维素酶占据整个过程成本的25%,是制约生物丁醇大规模量产推广使用的瓶颈环节。我国十四五规划提出要提高绿色低碳发展,实现碳中和,加强对可再生资源的利用,主要是秸秆类农业废弃物的能源化、饲料化、肥料化和新材料化,在这些对于生物质资源的再利用方面,都很大程度依赖于纤维素酶的作用,而且纤维素酶在医疗、食品工程、造纸、洗涤剂等行业也起到一定作用。所以探究经济有效的纤维素酶生产方法对于生物质可再生资源的利用、化石能源的保存、碳排放的减少和全球变暖的缓和等方面都有很大意义。本文通过对转糖苷反应的逆反应条件进行条件优化,构建了廉价高效的可溶性里氏木霉产酶诱导物的制备方法,在探究了初始葡萄糖浓度、反应温度和每克葡萄糖的加酶量这三个条件后发现在葡萄糖浓度850 g/L、反应温度55℃且每克葡萄糖添加25CBU/m L的最优条件下,诱导物中的槐糖浓度最高,达到165 g/L。而诱导物浓度为2%时,对促进里氏木霉产酶的效果最好。以T.reesei Rut C30为实验菌株优化了其发酵产酶的方式,在最优条件下滤纸酶活达到了37 FPU/m L,通过实验验证了此方法同样适用于基因工程改造菌T.reesei PB3的产酶发酵。且使用原始菌株T.reesei Rut C30和基因工程改造菌T.reesei PB3产生的酶液对稀硫酸预处理后的秸秆进行酶解,并对酶系进行复配与诺维信公司的商品酶CtecⅡ进行对比,评估实验室自产纤维素酶的作用效果,且将酶解液应用于丁醇发酵中,发现使用未经过复配的工程改造菌株T.reesei PB3发酵产生的酶液水解效果优于商品酶。
孙乐乐[2]（2021）在《绿色介质耦合汽爆处理秸秆及其高固酶解发酵乙醇的研究》文中认为利用木质纤维素转化为燃料乙醇是生物质能源工业发展的热点,但目前木质纤维素乙醇经济性较差,仍需围绕木质纤维素转化乙醇的关键技术开展研究。本论文以过程强化的角度入手,开发绿色介质耦合汽爆新工艺,降低汽爆强度并减少酶解发酵抑制物;研究了微量酶预混合的限制性问题,开发周期振动预混合工艺;建立化学-生物法耦合的酶解新方法,利用芬顿试剂预酶解以降低用酶量;开发氮气周期脉动为核心的固态发酵乙醇工艺,以实现运动发酵单胞菌的高强度乙醇固态发酵。论文取得的主要研究结果如下:（1）针对当前汽爆预处理中汽爆强度大、抑制物浓度高等问题,发明了绿色介质耦合汽爆的预处理新方法。绿色介质的耦合可有效强化汽爆对木质素和乙酰基的脱除,同时减少汽爆过程中的抑制物生成。其中,以尿素为代表的绿色介质耦合汽爆预处理不仅可实现29.10%木质素及94.96%乙酰基的脱除,还在最优条件下降低了 67.95%的5-羟甲基糠醛且不产糠醛。此外,添加尿素或芬顿试剂等绿色介质可强化汽爆对底物的撕裂效果,同时还可降低秸秆预处理所需的汽爆强度。在低汽爆强度（0.8MPa,30min）下,尿素或芬顿试剂等绿色介质耦合汽爆预处理后的秸秆的高固酶解葡萄糖浓度比无绿色介质耦合的高强度汽爆（1.1 MPa,30 min）后秸秆分别高出 4.87%和 9.57%。（2）针对微量（0.50%,w/w）纤维素酶在高固环境中预混合困难而影响高固酶解效率的问题,论文从混合过程切入,认知预混合过程中酶混合度变化,提出强化高固酶解效率的周期振动预混合手段。结果揭示了微量酶的高固预混合具有先快后缓的阶段性变化特征。在20%固形物含量下,相比空白组,预混合组在酶解72 h后提高了 63.96%的葡聚糖转化率,且在相似酶解效率下降低87.5%的用酶量。开发了周期振动预混合工艺,在30%固形物含量下,相比较摇床预混合,酶解72 h后葡聚糖转化率提高了 55.75%。此外,通过水分状态和酶解过程证明了周期振动预混合可有效强化酶在孔尺度的传质过程。（3）针对高固酶解用酶量大、用酶成本高等问题,建立了芬顿试剂预酶解强化汽爆秸秆高固酶解新方法。结果揭示了芬顿试剂以预酶解的作用形式可有效强化高固酶解过程。基于芬顿试剂构成、预酶解温度等关键参数探究,酶解96h后葡聚糖转化率相比空白组提高了 25.57%,可实现76.19%用酶量的降低。通过水分状态和比表面积分析,芬顿试剂预酶解可促进底物中束缚水的释放,并可将比表面积从1.0920 m2/g提高到1.6499 m2/g,从而提高了汽爆秸秆的高固酶解效率。（4）针对运动发酵单胞菌对氧气敏感,难以实现乙醇固态发酵而致使乙醇浓度低的问题,发明了氮气周期脉动为核心的运动发酵单胞菌高强度乙醇固态发酵工艺。结果揭示了运动发酵单胞菌固态发酵中的氧气抑制效应。通过氮气周期脉动强化的乙醇固态发酵工艺,可提高30.38%乙醇产量、17.64%生物量,同时降低84.56%乙酸和58.76%甘油等副产物生成。此外,为了进一步提高乙醇浓度,通过耦合氮气周期脉动、周期蠕动酶解以及分批补料操作,乙醇发酵浓度达到55.06 g/L,相比较空白组提高了 62.90%。（5）基于秸秆乙醇生产过程建模,利用SuperPro Designer对汽爆秸秆酶解发酵技术的关键参数进行分析,以指导和评价乙醇生产强化工艺。结果表明用酶成本和搅拌能耗在乙醇生产的操作成本中占比最高,分别为34.07%和12.96%。将乙醇的经济性与关键过程参数进行有机关联,分析出突破乙醇经济性的工艺参数临界点为:用酶量降低至5.74FPU/g DM,酶解搅拌功率降低至0.335kW/m3,乙醇转化率达到90.66%等。最后,基于现有经济模型,评价了论文中所研究的工艺,证明了现有工艺的开发可以实现吨乙醇成本的降低。
孔毅[3]（2021）在《木质纤维制备生物燃料流程模拟研究》文中研究表明化石燃料的快速消耗、对环境的负面影响以及对石油储量的担忧促使研究人员寻找一种可再生的燃料替代品。基于可持续的木质纤维素类生物质的生物乙醇的制备过程是目前的研究热点。本文运用Aspen Plus软件建立了两种预处理工艺下的木质纤维制生物燃料乙醇的全流程模拟,分别为氢氧化钠预处理工艺和低共熔溶剂预处理工艺。结果表明:在玉米秸秆年处理量均为6.73万吨的条件下,氯化胆碱/尿素（1:2）低共熔溶剂预处理得到的乙醇量为1931.04 kg/h,而氢氧化钠预处理法得到的乙醇产量为1777.08 kg/h。在后续的乙醇精制阶段,作为夹带剂的氯化胆碱/尿素（1:2）被证明适用于乙醇-水体系的精馏工艺,得到产量为1725.29 kg/h纯度为99.5%的生物乙醇产品。采用分子动力学模拟从微观层面研究低共熔溶剂的萃取机理,结果表明氯化胆碱/尿素（1:2）与水相互作用较大,与乙醇相互作用较小,并且氢键受体在萃取水的过程中起主导作用。最后对流程采用净现值法评估了项目的经济性,结果表明氢氧化钠预处理法与低共熔溶剂预处理法两种工艺在经济上均可行,产品的最低销售价格分别为4.0元/升和3.8元/升。采用密度泛函理论研究低共熔溶剂的结构、理化性质及内部氢键网络。基于Reax FF力场,建立木质素-碳水化合物复合物的模型,通过反应分子动力学研究氯化胆碱基低共熔溶剂预处理的机理。结果表明:模型中的β-O-4醚键和糖苷键被破坏,氯离子和自由质子分别提高了裂解速率和效率。预处理效果最好的溶剂为氯化胆碱/乳酸（1:2）,在100 ps的时间内,其中40%的PG-LCC化合物被分解,且最终得到的酚类化合物分子和碳水化合物分子共22个。随后对氢键供体进行了详细的研究。酸性氢键供体普遍具有高木质素去除率。在氯化胆碱/乳酸低共熔溶剂中,随着乳酸含量的增加,脱木质素效果有降低的趋势。单羧酸氢键供体的脱木质素效果随着分子链长度的增加而减小,而二羧酸氢键供体则相反。原因是减少单羧酸烷基链长度将增强低共熔溶剂在溶剂-溶质相互作用中贡献质子的能力。此外,深共晶溶剂中较弱的氢键网络降低了氢键受体的结合,有利于溶解产物分子。通过分子动力学方法模拟方法研究绿色溶剂对半纤维素体系溶解效果,并探究溶解机理。构建的三种木聚糖模型均可溶于选取的三种离子液体[CH][CH3COO]、[Bmim][CH3COO]和[Bmim][Cl]。最易溶解的木聚糖为具有葡萄糖酸醛残基的木聚糖,带有醋酸根阴离子的离子液体的溶解效果最好。体系溶解过程中起主导作用的为阴离子,作用机理为阴离子和木聚糖模型上的羟基形成强氢键。三种低共熔溶剂氯化胆碱/乳酸（1:2）、氯化胆碱/甘油（1:2）和氯化胆碱/尿素（1:2）也具有溶解半纤维素的能力,木聚糖的溶解度均可达到15 wt%,并且葡萄糖酸醛残基的木聚糖在氯化胆碱/尿素（1:2）中溶解度达到最大。溶解过程中起主导作用的是带有氯离子的氢键受体。此外,选取氯化胆碱/尿素（1:2）研究摩尔比和水含量对溶解过程的影响。结果表明体系的氢键网络及其强度都随着溶剂中尿素含量的增多而增大,尤其具有葡萄糖酸醛残基的木聚糖模型。与此同时水的加入影响低共熔溶剂内部的氢键强度,水量过多会使低共熔溶剂-半纤维素体系氢键强度大幅降低,但会形成新的低共熔溶剂-水氢键网络,进而增强半纤维素与低共熔溶剂之间的相互作用并促进溶解。
李亚猛[4]（2020）在《暗-光联合生物制氢过渡态研究及其过程调控》文中进行了进一步梳理以农作物秸秆为原料进行生物制氢,实现了清洁能源生产和农业废弃物高值化利用。暗-光联合生物制氢可以提高底物的转化效率,其中,暗-光联合生物制氢过渡态特性和调控机制的研究是实现高效产氢的关键。本文首先对暗发酵制氢过程进行调控,优化底物代谢和产物生产,以此基础对后续光发酵生物制氢过程进行了分析,揭示了暗-光联合生物制氢过渡态产氢料液的理化性质及其变化规律,优化了暗-光联合生物制氢的工艺调控方法,并从宏观和微观的角度,提出了底物电子转移与产氢特性间的相关关系,建立了暗-光联合生物制氢过渡态调控工艺和产氢性能之间的灰色预测模型GM（1,N）,对进一步研究和完善暗-光联合生物制氢理论和技术具有重要的科学意义。（1）同步糖化发酵更适宜于暗发酵产氢阶段,以玉米秸秆、水稻秸秆、玉米芯和高粱秸秆为底物时,同步糖化方式的累积产氢量比分步糖化方式分别提高了20.54%、10.31%、13.99%和5.92%,产氢周期由108 h缩短为60 h。初始p H、温度和酶负荷是影响同步糖化发酵制运行的显着因素,通过中心旋转组合实验对产氢过程进行优化,得到最佳产氢条件为初始p H 5.63、温度45.41℃和酶负荷200 mg/g,玉米秸秆的累积产氢量为83.67 m L/g TS,发酵液中的乙酸和丁酸的浓度分别为3652.23±202 mg/L和945±79 mg/L,代谢类型主要是乙酸型发酵和丁酸型发酵途径。（2）光合细菌对波长325 nm、382 nm、490 nm、592 nm、807 nm和865 nm光谱有明显的吸收性,光合细菌主要依靠叶绿素a和类胡萝卜素捕获光电子;采用Logistic方程对菌种的生长特性分析,得到菌种的最大浓度可以达到0.85 g/L,实际最大值为0.83 g/L,光合细菌HAU-M1的最佳运行条件为初始p H为7,温度为30℃和光照强度为3000 lx;代谢类型主要是乙酸型发酵和丁酸型发酵途径。（3）通过调节暗发酵制氢尾液的理化性质及其后续光生化制氢特性进行分析,提出了暗-光联合生物制氢过渡态的调控机制,结果表明定量调节氨根浓度为2.12±0.32 m M时,产氢效果最佳,5.31%的底物电子能量转移到氢气;过渡态培养基中无氯化钠和氯化铵时,10.66%底物电子转移到氢气,显着高于其它类型培养基;暗发酵尾液稀释比例为1:0.5时,过渡态获得最高的累积产氢量,为72.49±2.5 m L,底物电子转移到氢气的比例为27.24%;酶解液与暗发酵尾液比例为1:2时,有机碳的转化效率提高最显着,为1251.27±54.78 H2 m L/g TOC。对暗-光联合生物制氢过渡态的光照强度等分析,得出较高的光照强度和细菌接种量导致过渡态底物中的大量能量转移到菌种生长和SMPs的生成,不利于氢气的产出。利用GM（1,6）灰色模型对暗-光联合生物制氢过渡态进行建模,得出产氢量与稀释比、碳氮比和光照强度等因素呈正相关关系,而与氨根浓度和菌种量呈负向相关关系,模型的平均相对误差为7.87%,预测模拟效果较好。（4）通过对暗-光联合生物制氢过渡态产氢过程强化机理的研究,得出微量元素添加剂和发酵模式的调控可以显着提高系统的产氢能力。L-半胱氨酸和Fe3O4NPs的添加可以为产氢微生物的代谢营造一个还原性环境,300 mg/L L-半胱氨酸和100 mg/L Fe3O4NPs的添加,可使产氢量分别达到195.5±8.6 m L和190.81±7.6 m L,且固氮酶活性也达到最大,分别为1423±44和1322±32nmol C2H4/m L/h。此时,底物电子转移到氢气的比例最大,分别为29.94%和29.24%,更高的微量元素浓度会导致大量的能量转移到SMPs,抑制氢气的生成。同时添加L-半胱氨酸和Fe3O4NPs,二者的添加间隔时间对产气过程有显着影响,间隔时间12 h能够削弱两者发生的螯合反应对产氢代谢的抑制作用,此时的产氢量为234.55±7.5 m L,固氮酶的活性达到1725±60 nmol C2H2/m L/h,是对照组的2.12倍,35.94%底物电子转移到氢气,而间隔时间为24 h,则24.22%的底物电子转移到SMPs,造成大量的底物电子浪费。采用Han-Levenspiel模型对微量元素浓度及平均产氢速率间的动力学特性进行分析,得出添加L-半胱氨酸和Fe3O4NPs的发酵体系是非竞争抑制,即随着试剂的浓度增加,产氢抑制逐渐增强,L-半胱氨酸和Fe3O4NPs的临界浓度分别为4630.87 mg/L和1969.18 mg/L。半连续发酵模式最适宜于暗-光联合生物制氢过程,可以显着提高暗-光联合过渡态的产氢性能,并便于进行过渡态调控,对该模式进行工艺参数优化,得出最佳运行参数为置换体积为50%,置换时间为24 h,得到最大产氢速率8.44 m L/h,产氢量为1386.22±44.23 m L H2/g TOC,底物电子转移到氢气的比例为37.71%。
熊亮[5]（2020）在《重组酿酒酵母菌株构建关键技术及菊芋秸秆水解液乙醇发酵》文中认为利用农业和林业废弃物等木质纤维素类生物质生产生物燃料和生物基化学品是生物炼制的重要内容。然而,目前生物炼制的经济性仍面临诸多挑战,主要包括木质纤维素类生物质水解液中的抑制物等对微生物生长和发酵的抑制,以及微生物菌株难以利用水解液中含量较高的木糖。因此,提高菌株对环境胁迫的耐受能力,并选育高效发酵混合糖的重组菌株,是提高纤维素类生物质生物炼制效率的两个关键问题。酿酒酵母广泛用于生物燃料和生物基化学品生产,对酿酒酵母基因表达进行精细调控,开发新技术提高代谢工程改造的效率,优化培养过程,对促进基于酿酒酵母的纤维素生物炼制应用至关重要。因此,本论文分别从以下几个关键方面进行研究:首先,选择不同强度的启动子实现对代谢途径中基因表达的精细调控。目前,构建抗逆重组酵母菌株多使用组成型启动子,但是这些启动子在胁迫及以木糖为碳源条件下的活性变化还没有相关报道。本文首先研究了不同启动子在纤维素乙醇生产过程条件下的活性动态。以yEGFP为报告基因,在木糖为碳源及不同环境胁迫条件下对酿酒酵母中九种常用启动子的活性进行了表征,这些启动子包括八个常用的天然启动子和一个人工合成的启动子。结果表明,强启动子PTDH3和人工杂合启动子P3×C-TEF1在几乎所有的测试条件下都表现出最高的强度和稳定性。然而,常用的组成型启动子,如PADH1和PPGK1,在多种环境胁迫条件下均出现了较大的活性波动,诱导型启动子PHSP12和PHSP26在高温和乙酸胁迫下表现出较好的活性,在以木糖为唯一碳源的发酵条件下或在葡萄糖消耗后的混合糖发酵条件下表现出相对较高的表达水平。其次,基于CRISPR-Cas9的基因组编辑是有效的基因组规模多基因改造技术,但该方法在酿酒酵母中的应用受到了载体构建步骤复杂等因素的限制。本文优化了 sgRNA表达载体的构建策略,实现了 sgRNA表达载体方便快捷的构建。通过增加Cas9表达载体的抗性筛选标记和优化质粒脱除过程,使基于CRISPR-Cas9的基因编辑和基因调控技术能更方便、高效地应用于酿酒酵母菌株的选育。采用优化的CRISPR-Cas9系统在酿酒酵母中实现了高效单基因敲除和多基因敲除,其中单基因敲除的成功率超过90%,两个和三个基因同时敲除的成功率也分别达到了 83.3%和66.7%。使用本文优化的方法可快速实现胁迫耐性相关基因功能的研究。此外,探究了基于dCas9和酿酒酵母内源结构域的人工转录因子在酿酒酵母基因转录调控中的应用潜力,结果表明,酿酒酵母内源的转录因子结构域与dCas9融合后能够起到有效的转录调节作用,并且融合多个转录因子结构域能进一步扩大其调节范围。乙酸在木质纤维素水解液中普遍存在,对酿酒酵母细胞生长和发酵具有严重的抑制作用,因此,提高酿酒酵母的乙酸耐受性对于木质纤维素生物炼制具有重要意义。课题组前期研究发现,在耐性提高的酵母中,精氨酸酶基因CAR1表达上调。本文通过过表达CAR1提高了酿酒酵母乙酸耐性,获得了在乙酸胁迫条件下发酵性能提高的重组酵母菌株,并分析了其可能的作用机理。CAR1过表达影响了酿酒酵母细胞在乙酸胁迫下的氨基酸全局代谢。CAR1过表达菌株中大部分游离氨基酸的含量在乙酸胁迫下显着降低,参与氨基酸代谢和转运的关键基因的转录也发生了显着变化。采用CRISPR-Cas9介导的基因组编辑技术对CAR1启动子区域转录因子结合位点进行点突变,探讨了CAR1的调控机理,为进一步利用氨基酸代谢基因提高酿酒酵母乙酸耐性提供了基础。最后,研究了所构建的混合糖发酵重组酿酒酵母菌株纤维素乙醇的生产性能,并对其在发酵菊芋秸秆水解液的过程方面做了优化。采用分批补料结合短时间预酶解的方式进行高浓度秸秆物料同步糖化发酵研究,乙醇发酵的终点浓度和生产强度分别达到48.67 g/L（6.10%,v/v）和1.01 g/L/h。使用改造的木糖利用菌株LX03,采用批次补料和补加纤维素酶,对高浓度NaOH-H2O2预处理的菊芋秸秆进行分步水解发酵,乙醇最高点浓度达到66.2 g/L,乙醇相对于预处理后物料中总糖的收率为0.317 g/g。本文的结果为构建高效重组酵母菌株进行木质纤维素类生物质的生物炼制提供了基础。
包守庆[6]（2020）在《麦麸与玉米芯超临界水水解工艺探究》文中研究表明作为一种在世界各地广泛存在的绿色能源,木质纤维素具有极高的利用价值。传统工艺处理木质纤维素所需周期较长。通过超临界水水解木质纤维素具有反应时间短、转化率高、绿色环保无污染、无需催化剂等优点。本论文建立了一套通过超临界水连续快速水解木质纤维素的装置,对麦麸与玉米芯这两种原料的水解过程进行了研究,并分析了木质纤维素的水解机理与水解动力学,具体研究内容如下:首先,本课题组自行搭建高温、高压的超临界水水解木质纤维素装置,一端以超临界水为连续相,另一端使用高压恒流泵输送浆料,实现木质纤维素直接转化为高附加值化学品,结果表明实验工艺可控,重现性较好。其次,实验以超临界水为溶剂,麦麸和玉米芯为原料,分别考察了水解温度（380-410°C）、反应时间（0.3-0.6 s）、浆料浓度（0.1-0.4 wt%）对乙醇醛的收率和占产物质量比影响,对于麦麸还考察了反应压力（24-27 MPa）水解产物的收率和占产物质量比影响,并进一步分析最佳条件下两种原料的转化率。接着,利用高效液相色谱对水解产物进行表征和分析,证实麦麸和玉米芯的主要水解产物为乙醇醛,确定了工艺条件对两种原料的水解规律,两种原料制备乙醇醛的最佳工艺条件均为水解温度400°C,麦麸浆料浓度0.3%,反应时间0.5 s,反应压力为26 MPa。在此条件下,麦麸水解时乙醇醛占产物质量比与收率分别为18.6%和16.8%,转化率为87.5%;而玉米芯水解时乙醇醛占产物质量比与收率分别为16.2%和14.2%,转化率为87.5%。最后,借助水的不同物性参数的经验公式,考察了临界点附近水的物性参数随着温度与压力的变化情况,结合实验结果分析超临界水水解木质纤维素的影响规律,建立木质纤维素的水解动力学模型,分别计算和分析超临界水水解木质纤维素的水解速率常数和活化能,以期精确调控物性参数实现目标产物的最大化。
乔怡娜[7]（2020）在《金属盐对玉米秸秆水解和厌氧产酸的影响及作用机制研究》文中研究表明玉米秸秆厌氧发酵工业化制沼气是实现秸秆高值清洁利用的有效途径。秸秆致密的刚性结构和复杂的化学组分是制约其转化的关键因素,而厌氧发酵中挥发酸的组成及含量直接决定了沼气产量。本研究着眼于秸秆沼气化中水解和厌氧产酸发酵两个关键过程,探索一种催化水解和厌氧发酵营养金属离子共利用的新方法,重点研究营养盐对玉米秸秆催化水解影响规律,揭示营养盐对玉米秸秆纤维素和半纤维素的催化作用机制,探讨营养盐在水解和厌氧产酸发酵两个关键过程的匹配性,旨在为玉米秸秆低成本高效转化提供核心基础理论与关键技术支持。利用联合强度因子和响应面优化法,对比分析了Fe Cl2、Ni Cl2和Co Cl2等三种典型营养盐在多元参数耦合条件下对玉米秸秆的催化水解性能,发现Fe Cl2具有优异的催化能力,且对半纤维素水解效果显着,而温度是影响营养金属盐水解效果的关键因素,营养盐浓度则影响强度较弱。金属盐溶液的酸度及阳离子特殊的化学性质对提升催化水解效果均起到关键作用。采用Saeman模型分析了Fe Cl2催化玉米秸秆半纤维素水解的反应动力学,得出Saeman模型能够模拟并预测Fe Cl2催化玉米秸秆半纤维素的水解过程。根据厌氧发酵对营养金属元素的最小量需求,探索了超低浓度Fe Cl2对玉米秸秆的催化水解作用,发现1×10-5mol/L Fe Cl2在180℃下作用10 min,可使97.63%的半纤维素和30.71%的纤维素发生水解转化,木糖回收率达94.46%,5-HMF和糠醛的产量分别为0.31 g/100 g和1.53 g/100 g,仅占液相产物总量的4.36%,水解液中82.68%的有机物可用于后续厌氧发酵。基于量子化学密度泛函理论,探讨了高基组水平上纤维素在铁离子作用下的水解反应机理。根据微观动力学吉布斯自由能,结合活化能与反应焓变,发现铁离子复合物与氧原子结合的两条可能路径均会生成不同过渡态,且O?H键或C?OH键会断裂形成H2O,C3?O22键均会发生断裂从而导致纤维素降解。基于以上营养金属盐对玉米秸秆催化水解效果及作用机制分析,开展了金属盐水解与厌氧产酸发酵两个关键过程的匹配性研究,得出Fe Cl2、Co Cl2和Ni Cl2三种营养盐催化水解液促进了挥发性短链脂肪酸的产生,并加速了产酸发酵进程;对比分析了Fe Cl2、Co Cl2和Ni Cl2单独或联合催化反应的水解液在厌氧系统中所产生挥发性短链脂肪酸的浓度,结合物料分析表明,采用超低浓度Fe Cl2的营养盐离子共用技术具有显着的投入/产出优势,并对玉米秸秆制沼气关键过程起到了增效作用。
刘仲洋[8]（2020）在《玉米秸秆生物精炼生产生物燃料乙醇及其关键问题研究》文中认为我国是一个农业大国,每年产生秸秆类物质超过8亿吨,合理利用秸秆直接关系到我国经济的可持续发展。之前,玉米秸秆少量被粉碎还田和制作家畜饲料,大部分用来燃烧获取热量。然而,玉米秸秆含有比较高的葡聚糖和木聚糖,可以通过生物过程转化为可发酵糖用于生物燃料乙醇的生产。但是由于木质素对聚糖组分的物理包覆,玉米秸秆具有天然的酶解抗性,因此需要对其进行预处理以提高纤维素酶解转化率。本课题采用酸性亚硫酸盐法对玉米秸秆进行预处理,意在找到一种能够高效率转化生物燃料乙醇的方法,同时研究其预处理机制以及玉米秸秆生物精炼的可行性。本论文的主要研究内容和结果如下:1. 玉米秸秆酸性亚硫酸盐法预处理、糖化发酵生产乙醇及预处理废液的综合利用对玉米秸秆进行了酸性亚硫酸盐法预处理,通过对预处理后的富含纤维素的固形物进行低底物浓度条件下酶解性能的比较,优化得出酸性亚硫酸盐法预处理玉米秸秆的最佳预处理条件为:Na HSO3用量7%,H2SO4用量1%,反应温度170℃,反应时间30 min,固液比1:4。在此最佳预处理条件下,预处理后富含纤维素的固料酶解48 h时纤维素和木聚糖的转化率都达到85%以上。采用高浓半同步糖化发酵工艺对预处理后富含纤维素的固料发酵生产生物燃料乙醇,结果发现底物浓度为15%条件下发酵48 h,乙醇产量到36 g/L,纤维素转化率约为86%,乙醇产率约为0.752 g/L/h。酸性亚硫酸盐预处理废液中含有大量聚糖和木质磺酸盐组分。基于生物精炼方面考虑,采用AB-8大孔吸附树脂和95%甲醇体系,将预处理废液中的聚糖和木质素磺酸盐组分进行了有效分离。所得的木质素磺酸盐纯度高,且含硫量高,表明木质素磺酸盐可作为表面活性剂或其它工业应用,实现不同组分的有效利用。2. 酸性亚硫酸盐预处理后玉米秸秆的组成和结构变化分析采用扫描电子显微镜（SEM）,X-射线衍射（XRD）,比表面积测定和热重红外连用等一系列分析检测手段,分析和比较了酸性亚硫酸盐法预处理前后玉米秸秆在纤维素结晶度,外比表面积,内比表面积,功能基团和热解性质等方面的变化。结果表明,酸性亚硫酸盐法预处理使玉米秸秆的表面变的粗糙,增加了比表面积并暴露了更多的细小纤维。这些变化伴随着明显的裂缝,严重损坏的表面和松散的结构。预处理引起的变化显着提高了玉米秸秆的酶水解效率。从TG-IR分析观察到,未处理和预处理的玉米秸秆均表现出三个热重质量损失区域。酸性亚硫酸盐预处理前后玉米秸秆的热分解特性略有不同,这与玉米秸秆中纤维素,半纤维素和木质素的比例有关。热分解产生的挥发性气体主要由小分子CO,H2O,CH4和CO2组成。3. 酶解残渣热解性质及热解动力学研究作为玉米秸秆生物精炼过程中的废弃物,酶解残渣至今未得到有效利用。利用热重-红外联用技术（TG-FTIR）研究碱性过氧化氢法和酸性亚硫酸盐法预处理后的酶解残渣的热解过程和热解动力学,为生物精炼及其对热解机理的研究提供理论依据。结果表明,酶解残渣均呈现三个失重阶段,但是二者失重速率存在差异,这可能是不同预处理方法对木质纤维素结构的破坏方式和程度不同导致的。酶解残渣热解过程挥发分主要由小分子CO,H2O,CH4和CO2,以及一些醛类、酮类和酚类等有机物组成。同时,利用Coats-Redfern函数积分法对其热解动力学进行研究。进一步证实了不同预处理后的酶解残渣可以将木质纤维素生物质转化为具有良好热化学性能的原料。
陈丽萍[9]（2020）在《过硫酸钠预处理对玉米秸秆结构及厌氧消化的影响研究》文中研究表明由于秸秆结构复杂、致密,难以被微生物高效降解,需要利用有效的前处理破坏木质纤维素之间的连接,从而提高微生物对秸秆的可及性,实现秸秆在厌氧消化反应中的高效生物转化。利用氧化剂的氧化性降解秸秆中的木质素,并将部分纤维素、半纤维素大分子降解为小分子可溶性糖,破坏纤维素、半纤维素和木质素之间的缠绕包裹结构,便于厌氧微生物将糖类高效转化为甲烷等产品。本文通过大量试验发现常温过硫酸钠预处理和热活化过硫酸钠预处理均能破坏秸秆的结构,其中热活化过硫酸钠的预处理效果最好,能明显破坏木质纤维素的复杂结构,从而促进厌氧消化反应的进行。本文考察了常温下Na2S2O8预处理和热活化Na2S2O8预处理两种不同的预处理方式对玉米秸秆预处理效果的影响。通过单因素试验比较不同影响因素对预处理效果的影响,并利用正交试验和单因素试验结合的方式得到最优预处理条件,然后选择预处理效果最佳的热活化Na2S2O8预处理作为玉米秸秆厌氧消化的前处理,探究热活化过硫酸钠预处理对厌氧消化性能的影响。试验结果表明:（1）通过单因素试验考察了 Na2S2O8投加量、预处理时间、固液质量比和溶液pH对常温Na2S2O8预处理效果的影响,结果表明Na2S2O8投加量为1%、预处理时间为32 h、固液比为1:10、溶液pH为6时预处理效果较好。除上述因素外,活化温度也是影响热活化Na2S2O8预处理效果的重要因素之一。通过单因素试验考察了各因素对热活化Na2S2O8预处理效果的影响,并利用正交试验进行优化,得出最优预处理条件:固液质量比为1:10、预处理时间为16 h、活化温度为50℃、溶液pH为5、过硫酸钠投加量为0.5%,此时秸秆降解率为23.43%,还原糖得率为16.75%。对比常温下Na2S2O8预处理和热活化Na2S2O8预处理效果,结果表明热活化Na2S2O8预处理效果更佳,常温下过硫酸钠预处理能达到的最高秸秆降解率为17%～18%,还原糖得率最高为13%～14%,而热活化条件下秸秆降解率可达到23%左右,还原糖得率最高可达到约21%,且达到最佳预处理效果的时间从32 h缩短至16 h。（2）将甲醇（MeOH）和叔丁醇（TBA）引入秸秆/Na2S2O8体系中,并结合EPR技术确定了常温下过硫酸钠反应体系中羟自由基·OH、硫酸根自由基SO4·-和有机自由基的存在。热活化条件下,过氧化物键的对称裂解形成SO4·-,同时根据EPR谱图结果判断热活化过程中·OH和SO4·-共同存在于溶液中。（3）观察热活化Na2S2O8和常温Na2S2O8预处理后的秸秆微观结构,与未预处理秸秆进行比较,可发现两种过硫酸钠预处理方式对破坏秸秆结构均能起到明显效用,但热活化Na2S2O8预处理效果更佳,结构破坏更彻底,增大了孔隙度,能有效破坏木质纤维素之间连接的化学键;预处理后秸秆纤维素结晶度均增大。（4）热活化Na2S2O8预处理能有效提高玉米秸秆的厌氧消化性能。热活化Na2S2O8预处理48 h不洗脱和预处理16 h不洗脱试验组的累积产甲烷量分别为4944 mL和4787 mL,分别比未预处理组提高了 26.80%和22.12%。洗脱操作后可溶性有机物的损失对提高产气量和累积产甲烷量具有不利影响。预处理试验组的系统稳定性均优于未预处理组,其中经过洗脱操作的预处理组系统稳定性最佳。
曹振[10]（2020）在《尿素预处理玉米秸秆的脱木质素动力学及厌氧发酵特性研究》文中指出玉米秸秆作为目前最为丰富的生物质资源,是作为厌氧发酵生产甲烷的重要原料,可以在一定程度上代替化石能源。然而在实际生产中人们往往忽略其巨大潜力,这不仅造成了生物质资源的浪费,而且还造成了环境污染等一系列问题。在秸秆利用过程中,木质素的包裹作用降低了纤维素的利用率,秸秆预处理可以有效的解决此类问题,提高玉米秸秆的利用效率。尿素是一种普通氮肥,其运输、储存和使用过程中均无需专用设备及特殊条件。目前尿素在秸秆预处理方面主要作为Na OH预处理的辅助试剂,而将尿素作为单独试剂进行秸秆预处理的研究较少,且尿素预处理过程中,秸秆的理化性质、木质素脱除的规律以及不同预处理条件对厌氧发酵产气特性的影响尚不明晰。基于以上问题,本文的主要研究内容及结论如下:（1）系统研究预处理温度（35℃、55℃和75℃）、预处理浓度（10%、30%、50%、70%）和尿素添加量（1:100、1:20、1:10、1:2、7:10）对玉米秸秆木质素、纤维素和半纤维素含量随预处理时间变化的影响规律,比较高浓度和低浓度条件下尿素预处理玉米秸秆的效果,阐明尿素预处理秸秆的机理。研究结果表明,在35℃、55℃和75℃3个温度条件下,玉米秸秆木质素、纤维素和半纤维素的含量均随着预处理时间的增加而降低;分别在10%TS、1:20尿素添加量和70%TS、7:10尿素添加量两个不同的预处理条件下获得了相近的预处理效果;10%TS、1:20尿素添加量时,木质素去除率为64.13%～71.05%,纤维素和半纤维素的剩余率分别为84.44%～86.42%和85.11%～85.78%;70%TS、7:10尿素添加量时,木质素去除率为67.25%～68.68%,纤维素和半纤维素的剩余率分别为82.35%～83.68%和85.49%～84.84%。（2）系统研究尿素预处理过程的脱木质素选择性、脱木质素动力学规律及反应活化能,构建不同尿素预处理条件下的脱木质素动力学模型。研究结果表明,尿素预处理可以在脱除木质素的同时有效的保护玉米秸秆中纤维素、半纤维素等其它成分不被破坏,预处理后玉米秸秆的脱木质素选择性系数均大于0.302;尿素预处理玉米秸秆的脱木质素过程符合含有两个有限项的脱木质素动力学模型,10%TS、1:20尿素添加量和70%TS、7:10尿素添加量两个最优条件下的大量脱木质素系数a2均大于0.65;10%TS、1:20尿素添加量和70%TS、7:10尿素添加量时,大量脱木质素阶段的反应活化能分别为17.15k J·mol-1和34.76 k J·mol-1,使大量脱木质素阶段有效进行所需的最小能量较未处理秸秆均有所降低。（3）系统研究尿素预处理对玉米秸秆的日产甲烷、累积产甲烷量以及挥发酸含量随时间变化的影响规律,阐明尿素预处理对玉米秸秆厌氧发酵产气特性的影响。研究结果表明,尿素预处理能够有效提高玉米秸秆的甲烷产率,且累积产甲烷量随预处理过程中木质素去除率的增加而增大;在10%TS、1:20尿素添加量和70%TS、7:10尿素添加量两个最优尿素预处理条件下获得了相接近的甲烷产率,分别为294.70L·kg-1VS和292.56L·kg-1VS,分别比未预处理秸秆提高93.52%和92.11%。
二、预处理玉米秸秆生产燃料乙醇的动力学模型探讨（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、预处理玉米秸秆生产燃料乙醇的动力学模型探讨（论文提纲范文）
（1）批式流加发酵里氏木霉产纤维素酶的过程调控及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 木质纤维素的组成与结构 |
| 1.1.1 纤维素 |
| 1.1.2 半纤维素 |
| 1.1.3 木质素 |
| 1.2 木质纤维素的预处理 |
| 1.2.1 物理方法 |
| 1.2.2 化学方法 |
| 1.2.3 物理化学法 |
| 1.2.4 生物法 |
| 1.3 纤维素酶 |
| 1.3.1 纤维素酶生产菌株 |
| 1.3.2 纤维素酶复合体组成 |
| 1.3.3 纤维素酶复合体的作用机制 |
| 1.3.4 纤维素酶的应用 |
| 1.4 里氏木霉产纤维素酶的研究进展 |
| 1.4.1 里氏木霉菌种诱变 |
| 1.4.2 里氏木霉产纤维素酶的表达调控 |
| 1.4.3 里氏木霉产纤维素酶诱导物 |
| 1.4.4 里氏木霉发酵生产纤维素酶 |
| 1.5 课题的研究思路 |
| 2.利用葡萄糖转糖苷反应制备可溶性诱导物的条件探究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.2.1 主要实验仪器 |
| 2.2.2 主要化学试剂 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 转糖苷产物的制备 |
| 2.3.2 培养基及培养方法 |
| 2.4 分析测定方法 |
| 2.4.1 酶活测定方法 |
| 2.4.2 糖测定方法 |
| 2.5 结果与讨论 |
| 2.5.1 转糖苷反应产物的高效液相色谱分析 |
| 2.5.2 起始葡萄糖浓度对反应的影响 |
| 2.5.3 反应温度对转糖苷反应的影响 |
| 2.5.4 添加酶量对酶促转糖苷反应的影响 |
| 2.5.5 诱导物浓度对里氏木霉发酵产酶的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 批式流加发酵里氏木霉Rut C30 产纤维素酶 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料 |
| 3.2.1 主要实验仪器 |
| 3.2.2 主要化学试剂 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 培养基及培养方法: |
| 3.3.2 发酵罐发酵操作方法 |
| 3.4 分析方法 |
| 3.4.1 DNS法测定还原糖 |
| 3.4.2 酶活测定方法 |
| 3.4.3 溶氧电极的标定方法 |
| 3.4.4 细胞干重测定方法 |
| 3.5 结果与讨论 |
| 3.5.1 通风量对产酶和生物量的影响 |
| 3.5.2 气体分散对产酶和生物量的影响 |
| 3.5.3 变风通气对产酶和生物量的影响 |
| 3.5.4 控制溶氧对产酶和生物量的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 纤维素酶降解秸秆的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料 |
| 4.2.1 主要实验仪器 |
| 4.2.2 主要化学试剂 |
| 4.3 实验方法 |
| 4.3.1 培养基和培养方法 |
| 4.3.2 秸秆预处理 |
| 4.3.3 酶系复配及酶解方法 |
| 4.4 分析方法 |
| 4.4.1 酶活测定方法 |
| 4.4.2 糖及酸测定 |
| 4.4.3 ABE测定 |
| 4.5 实验结果与讨论 |
| 4.5.1 发酵T.reesei PB3 产纤维素酶 |
| 4.5.2 纤维素酶浓度对玉米秸秆水解效果的影响 |
| 4.5.3 添加β-葡萄糖苷酶对酶解玉米秸秆效果的影响 |
| 4.5.4 酶解液发酵产丁醇的应用 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）绿色介质耦合汽爆处理秸秆及其高固酶解发酵乙醇的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 木质纤维素乙醇产业发展背景 |
| 1.1.1 木质纤维素乙醇产业前景 |
| 1.1.2 木质纤维素乙醇生产的关键问题 |
| 1.2 木质纤维素乙醇转化的趋势与面临的挑战 |
| 1.2.1 木质纤维素生物质特性 |
| 1.2.2 木质纤维素乙醇的高固转化的趋势 |
| 1.2.3 木质纤维素乙醇高固转化过程所面临的挑战 |
| 1.3 木质纤维素乙醇转化过程强化技术研究现状 |
| 1.3.1 预处理技术研究现状 |
| 1.3.2 酶制剂复配技术研究现状 |
| 1.3.3 高固酶解传质强化技术研究现状 |
| 1.3.4 乙醇固态发酵技术研究现状 |
| 1.4 论文研究思路与主要研究内容 |
| 第2章 绿色介质耦合汽爆预处理秸秆的研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 实验试剂和仪器设备 |
| 2.2.2 绿色介质耦合汽爆预处理 |
| 2.2.3 汽爆玉米秸秆酶解过程 |
| 2.2.4 产物分析方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 绿色介质耦合汽爆预处理玉米秸秆组分变化规律 |
| 2.3.2 绿色介质耦合汽爆预处理对聚糖收率的影响 |
| 2.3.3 绿色介质耦合汽爆预处理的抑制物生成规律 |
| 2.3.4 绿色介质耦合汽爆预处理玉米秸秆的机械特性分析 |
| 2.3.5 绿色介质耦合汽爆预处理玉米秸轩高固酶解效率 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 汽爆秸秆高固酶解预混合特性及其强化的研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 实验试剂和仪器设备 |
| 3.2.2 玉米秸秆汽爆预处理 |
| 3.2.3 纤维素酶的预混合及汽爆玉米秸秆酶解过程 |
| 3.2.4 产物分析方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 汽爆秸秆的高固预混合过程特性 |
| 3.3.2 预混合对汽爆玉米秸秆高固酶解过程的影响 |
| 3.3.3 预混合过程强化工艺及机理初步探究 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 汽爆秸秆高固酶解过程预酶解强化的研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 玉米秸秆的汽爆预处理 |
| 4.2.2 实验试剂和仪器设备 |
| 4.2.3 汽爆秸秆的预酶解及酶解操作 |
| 4.2.4 成分分析 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 芬顿试剂与纤维素酶的协同模式对汽爆秸秆高固酶解过程的影响 |
| 4.3.2 芬顿试剂预酶解的条件对汽爆秸秆高固酶解的影响 |
| 4.3.3 芬顿试剂预酶解强化汽爆秸秆高固酶解机理的研究 |
| 4.3.4 芬顿试剂预酶解汽爆秸秆对用酶量的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 运动发酵单胞菌的汽爆秸秆固态发酵乙醇的研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 实验试剂和仪器设备 |
| 5.2.2 微生物和培养基 |
| 5.2.3 玉米秸秆的汽爆预处理 |
| 5.2.4 汽爆玉米秸秆的预糖化和分批补料 |
| 5.2.5 氮气周期脉动强化运动发酵单胞菌固态发酵 |
| 5.2.6 分析方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 运动发酵单胞菌固态发酵乙醇的抑制作用分析 |
| 5.3.2 氮气周期脉动对运动发酵单胞菌乙醇发酵的影响 |
| 5.3.3 氮气周期脉动耦合分批补料、周期蠕动技术强化运动发酵单胞菌的乙醇固态发酵 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 秸秆制乙醇关键技术强化的经济性分析 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 材料与方法 |
| 6.2.1 技术经济分析 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 秸秆制乙醇生产过程成本分析 |
| 6.3.2 秸秆高固体系转化产乙醇模型建立 |
| 6.3.3 预处理酶解发酵关键参数对秸秆乙醇经济性的影响 |
| 6.3.4 秸秆乙醇生产中芬顿试剂预酶解技术经济分析 |
| 6.3.5 秸秆乙醇生产中周期振动预混合工艺技术经济分析 |
| 6.3.6 秸秆乙醇生产中氮气周期脉动固态发酵工艺技术经济分析 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新性 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 论文中部分原始数据 |
| 附录B 论文中所使用的标准曲线 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）木质纤维制备生物燃料流程模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 生物质能源转化现状 |
| 1.2 木质纤维素类生物质 |
| 1.3 基于木质纤维的乙醇生产技术 |
| 1.3.1 预处理技术 |
| 1.3.2 酶解糖化和发酵技术 |
| 1.3.3 生物乙醇精制技术 |
| 1.4 生物质能源转化流程模拟 |
| 1.4.1 流程模拟软件 |
| 1.4.2 生物质能源转化领域的流程模拟发展现状 |
| 1.4.3 在生物质能源转化领域的经济分析及评价 |
| 1.5 分子动力学在生物质能源转化领域的运用 |
| 1.5.1 分子动力学模拟流程 |
| 1.5.2 分子力场理论 |
| 1.5.3 原子电荷方法 |
| 1.6 论文主要内容及创新点 |
| 1.6.1 研究内容 |
| 1.6.2 创新点 |
| 2 木质纤维素类生物质制备乙醇全流程模拟的研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 全局物性方法的选择 |
| 2.2.2 物性数据库 |
| 2.2.3 木质纤维素类生物质制备乙醇的工艺流程模拟 |
| 2.2.4 低共熔溶剂萃取机理的分子动力学模拟计算 |
| 2.2.5 经济性分析方法 |
| 2.3 模拟结果及分析 |
| 2.3.1 木质纤维素类生物质生产乙醇流程模拟结果 |
| 2.3.2 分子动力学模拟结果 |
| 2.3.3 氢氧化钠预处理法工艺经济性分析结果 |
| 2.3.4 低共熔溶剂预处理工艺经济性分析结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于反应分子动力学的低共熔溶剂预处理的机理研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 低共熔溶剂的极性参数 |
| 3.2.2 低共熔溶剂预处理脱木质素机理的模型构建 |
| 3.2.3 低共熔溶剂的极性模拟计算 |
| 3.2.4 反应分子动力学模拟计算 |
| 3.2.5 分子动力学模拟计算 |
| 3.3 模拟结果及分析 |
| 3.3.1 低共熔溶剂的理化性质参数 |
| 3.3.2 氢键供体/氢键受体的摩尔比对低共熔溶剂内部相互作用的影响 |
| 3.3.3 预处理温度对DES脱木质素的影响 |
| 3.3.4 不同类型的氢键受体对脱木质素的影响 |
| 3.3.5 苯基糖苷型LCC分子裂解过程的研究 |
| 3.3.6 氢键受体与氢键供体之间不同摩尔比对脱木质素的影响 |
| 3.3.7 酸性氢键受体的酸度和链长对脱木质素的影响 |
| 3.3.8 分子动力学模拟计算非键相互作用能 |
| 3.3.9 裂解产物-低共熔溶剂体系的径向分布函数 |
| 3.4 本章小结 |
| 4.基于分子动力学的绿色溶剂溶解半纤维素的机理研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 材料和方法 |
| 4.2.1 模拟体系的建立 |
| 4.2.2 离子液体和低共熔溶剂的组成 |
| 4.2.3 溶解半纤维素的分子动力学模拟计算 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 半纤维素模型在离子液体中的溶解效果 |
| 4.3.2 半纤维素模型在低共熔溶剂中的溶解效果 |
| 4.3.3 不同模拟条件对半纤维素模型在低共熔溶剂中的溶解影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
（4）暗-光联合生物制氢过渡态研究及其过程调控（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 氢能源发展现状 |
| 1.2 生物制氢技术 |
| 1.2.1 暗发酵生物制氢 |
| 1.2.2 光合生物制氢 |
| 1.2.3 暗光联合生物制氢 |
| 1.3 研究目的、意义及内容 |
| 1.3.1 研究目的和意义 |
| 1.3.2 研究内容和技术路线 |
| 第二章 暗-光联合生物制氢过程中暗发酵过程特性及其优化 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 产氢原料 |
| 2.1.2 产氢菌种 |
| 2.1.3 实验装置 |
| 2.1.4 主要仪器设备和试剂 |
| 2.1.5 标准曲线的标定和测试方法 |
| 2.1.6 实验设计 |
| 2.1.7 实验数据分析 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 发酵方式对暗发酵产氢过程的影响 |
| 2.2.2 pH对暗发酵阶段产氢的影响 |
| 2.2.3 温度对暗发酵阶段产氢的影响 |
| 2.2.4 底物浓度对暗发酵阶段产氢的影响 |
| 2.2.5 纤维素酶酶负荷对暗发酵阶段产氢的影响 |
| 2.2.6 接种量对暗发酵阶段产氢的影响 |
| 2.2.7 CCD响应面优化 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 暗-光联合生物制氢过程中光合生物制氢特性及其影响规律 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 产氢菌种 |
| 3.1.2 主要仪器设备 |
| 3.1.3 实验方法 |
| 3.1.4 数据分析 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 光合细菌的光谱吸收特性 |
| 3.2.2 光合细菌的生长动力学特性 |
| 3.2.3 工艺调控对光合细菌的产氢特性和产氢动力学的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 暗-光联合生物制氢过渡态特性及其调控 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 实验原料 |
| 4.1.2 产氢菌种 |
| 4.1.3 主要仪器设备和试剂 |
| 4.1.4 实验方法 |
| 4.1.5 电子平衡分析 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 工艺调控对产氢量的影响 |
| 4.2.2 工艺调控对发酵液的理化特性的影响 |
| 4.2.3 工艺调控对底物电子转移的影响 |
| 4.2.4 工艺调控对产氢动力学的影响 |
| 4.2.5 过渡态工艺调控的灰色关联度 |
| 4.2.6 过渡态工艺调控的灰色预测模型 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 暗-光联合生物制氢过渡态强化过程研究 |
| 5.1 材料与方法 |
| 5.1.1 实验原料 |
| 5.1.2 产氢菌种 |
| 5.1.3 反应装置 |
| 5.1.4 主要仪器设备和试剂 |
| 5.1.5 实验方法 |
| 5.1.6 数据分析 |
| 5.2 结果与分析 |
| 5.2.1 添加剂对细菌的生长和絮凝能力的强化的影响 |
| 5.2.2 添加剂及运行模式调控对产氢量的影响 |
| 5.2.3 添加剂和运行模式调控对发酵液的理化特性的影响 |
| 5.2.4 基于产氢动力学特性的宏观制氢强化机理分析 |
| 5.2.5 基于电子转移的微观强化机理分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| ABSTRACT |
| 攻读博士学位期间科研情况 |
（5）重组酿酒酵母菌株构建关键技术及菊芋秸秆水解液乙醇发酵（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩写词表 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 纤维素生物质的生物炼制与燃料乙醇的生产 |
| 1.2.1 纤维素生物质的生物炼制 |
| 1.2.2 纤维素乙醇生产 |
| 1.2.3 燃料乙醇生产面临的主要挑战 |
| 1.2.4 高浓度纤维素乙醇生产工艺优化 |
| 1.2.5 菊芋秸秆作在纤维素乙醇中的应用 |
| 1.3 木糖同化酿酒酵母菌株的选育 |
| 1.3.1 木糖代谢途经的选择 |
| 1.3.2 Ⅺ途径 |
| 1.3.3 XR-XDH途径 |
| 1.3.4 影响木糖代谢的其他因素 |
| 1.3.5 木糖代谢能力的其他应用 |
| 1.4 酿酒酵母的乙酸耐受性研究 |
| 1.4.1 研究酿酒酵母乙酸耐受性的意义 |
| 1.4.2 多基因参与乙酸耐受性 |
| 1.4.3 氨基酸代谢与酿酒酵母耐受性的相关性 |
| 1.5 酿酒酵母启动子的相关研究 |
| 1.5.1 酿酒酵母启动子的分类 |
| 1.5.2 酿酒酵母启动子的结构 |
| 1.5.3 上游激活序列(UAS)元件 |
| 1.5.4 核心启动子的结构 |
| 1.5.5 酿酒酵母人工启动子 |
| 1.5.6 酿酒酵母中启动子的研究及其存在的问题 |
| 1.6 酿酒酵母中CRISPR-Cas9系统的应用与优化 |
| 1.6.1 基因编辑与CRISPR-Cas9系统 |
| 1.6.2 CRISPR-Cas系统的种类 |
| 1.6.3 SpCas9蛋白的工作原理 |
| 1.6.4 CRISPR-Cas9的其他应用 |
| 1.6.5 基于CRISPR-dCas9转录水平调控 |
| 1.6.6 CRISPR-Cas9在酿酒酵母中的应用 |
| 1.6.7 酿酒酵母中sgRNA表达载体的组装 |
| 1.6.8 影响CRISPR-Cas9基因编辑效率的因素 |
| 1.7 转录因子 |
| 1.7.1 天然的酿酒酵母转录因子 |
| 1.7.2 转录因子的结构 |
| 1.7.3 人工转录因子 |
| 1.8 本文主要研究思路 |
| 2 环境胁迫及木糖发酵条件下的启动子活性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料与方法 |
| 2.2.1 本章使用的菌株 |
| 2.2.2 质粒及菌株的构建 |
| 2.2.3 菌株培养 |
| 2.2.4 细胞密度检测及生长曲线绘制 |
| 2.2.5 流式细胞仪检测启动子强度 |
| 2.2.6 mRNA水平与启动子强度的相关性 |
| 2.2.7 启动子序列中转录因子结合位点分析 |
| 2.2.8 发酵液成分分析 |
| 2.2.9 数据统计与分析 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 启动子及培养条件的选择 |
| 2.3.2 启动子的特征序列分析 |
| 2.3.3 启动子报告质粒的构建及荧光定量 |
| 2.3.4 不同胁迫环境条件下的启动子强度响应 |
| 2.3.5 木糖存在下的启动子强度 |
| 2.3.6 讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 酿酒酵母中基因编辑方法的优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料与方法 |
| 3.2.1 菌株及质粒 |
| 3.2.2 sgRNA克隆质粒的构建 |
| 3.2.3 sgRNA的设计 |
| 3.2.4 sgRNA表达载体的构建 |
| 3.2.5 供体DNA的制备 |
| 3.2.6 新的USER载体的构建 |
| 3.2.7 基于USER的多sgRNA表达载体的构建 |
| 3.2.8 菌株耐受性测试 |
| 3.2.9 乙醇发酵 |
| 3.2.10 酵母絮凝率的测定 |
| 3.2.11 实验数据分析 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 CRISPR-Cas9质粒系统 |
| 3.3.2 sgRNA表达载体的改造 |
| 3.3.3 CRISPR-Cas9介导的基因破坏 |
| 3.3.4 基于USER构建多sgRNA表达载体 |
| 3.3.5 CRISPR-Cas9介导絮凝酵母的快速构建 |
| 3.3.6 基于dCas9的转录调节因子在酿酒酵母中的应用 |
| 3.3.7 讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 CAR1过表达提高酿酒酵母菌株乙酸耐受性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料与方法 |
| 4.2.1 菌株和培养基 |
| 4.2.2 菌株耐性点板实验 |
| 4.2.3 载体和菌株的构建 |
| 4.2.4 酿酒酵母菌株培养与乙醇发酵 |
| 4.2.5 菌株生长和活力的测定 |
| 4.2.6 RT-qPCR分析 |
| 4.2.7 细胞膜完整性测定 |
| 4.2.8 细胞内氨基酸组成的测定 |
| 4.2.9 采用CRISPR-Cas9破坏转录因子结合位点 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 CAR1过表达对酿酒酵母乙酸耐性的影响 |
| 4.3.2 CAR1过表达对细胞内氨基酸含量的影响 |
| 4.3.3 鸟氨酸添加对提高乙酸耐受性无明显作用 |
| 4.3.4 CAR1过表达对关键基因表达的影响 |
| 4.3.5 CAR1过表达对菌株关键生理代谢特性的影响 |
| 4.3.6 CAR1过表达对胞内氧化胁迫反应的影响 |
| 4.3.7 Zap1p参与调控CAR1表达 |
| 4.3.8 讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 木糖发酵菌株构建及菊芋秸秆水解液乙醇发酵 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验材料与方法 |
| 5.2.1 菌株及质粒 |
| 5.2.2 培养基及菌种活化 |
| 5.2.3 重组酵母构建及发酵筛选 |
| 5.2.4 重组菌株的混合糖发酵性能测试 |
| 5.2.5 菊芋秸秆组分测定 |
| 5.2.6 NaOH-H_2O_2预处理 |
| 5.2.7 瞬间弹射汽爆(ICSE)预处理 |
| 5.2.8 汽爆-NaOH-H2O2联合预处理 |
| 5.2.9 菊芋秸秆的酶解及发酵 |
| 5.2.10 碱处理菊芋秸秆同步糖化发酵 |
| 5.2.11 水解液及发酵样品分析 |
| 5.2.12 数据处理和统计方法 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 重组菌株的构建 |
| 5.3.2 重组菌株的混合糖发酵性能比较 |
| 5.3.3 菊芋秸秆预处理及组分含量分析 |
| 5.3.4 菊芋秸秆同步糖化发酵生产乙醇的研究 |
| 5.3.5 高固液比处理菊芋秸秆分步水解发酵 |
| 5.3.6 讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 本文第二章表征的启动子序列(红色序列代表预测的TATA盒) |
| 附录B 表S1酿酒酵母启动子序列中转录因子结合位点预测 |
| 附录C 表S2本文第三章所用的引物及DNA合成片段 |
| 附录D 表S3本文第四章所用引物 |
| 附录E 表S4重组菌株的胞内游离氨基酸含量 |
| 附录F 表S5氨基酸转运相关基因的转录水平 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
（6）麦麸与玉米芯超临界水水解工艺探究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 木质纤维素 |
| 1.1.1 木质纤维素简介 |
| 1.1.2 纤维素的水解特性 |
| 1.2 木质纤维素的预处理技术 |
| 1.3 超临界水水解木质纤维素 |
| 1.3.1 超临界水的性质 |
| 1.3.2 超临界水水解机理与水解动力学研究 |
| 1.3.3 超临界水水解木质纤维素的方法 |
| 1.4 研究内容、思路及技术路线 |
| 2 实验材料与分析方法 |
| 2.1 原料的选择与制备 |
| 2.2 试剂与仪器 |
| 2.3 超临界水水解木质纤维素装置及步骤 |
| 2.4 木质纤维素组分的确定 |
| 2.5 水解产物的分析 |
| 3 超临界水水解木质纤维素制备乙醇醛 |
| 3.1 超临界水水解麦麸制备乙醇醛 |
| 3.1.1 考察水解条件对乙醇醛收率的影响 |
| 3.1.2 考察水解条件对乙醇醛占产物质量比的影响 |
| 3.1.3 水解时间对麦麸转化率的影响 |
| 3.2 超临界水水解玉米芯制备乙醇醛 |
| 3.2.1 水解条件对乙醇醛收率的影响 |
| 3.2.2 水解条件对乙醇醛占产物质量比的影响 |
| 3.2.3 水解时间对玉米芯转化率的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 木质纤维素的水解机理与水解动力学 |
| 4.1 水的物性参数变化对木质纤维素水解的影响 |
| 4.2 水解动力学模型 |
| 4.2.1 水解动力学模型建立基础 |
| 4.2.2 木质纤维素球状动力学模型的建立 |
| 4.3 木质纤维素水解动力学模型的拟合 |
| 4.3.1 麦麸的动力学模型拟合 |
| 4.3.2 玉米芯的动力学模型拟合 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 乙醇醛标准曲线测定 |
| 附录B 液相色谱图 |
| 附录C 水的物性参数的计算数据 |
| 附录D 水的物性参数的基本经验公式经验公式 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（7）金属盐对玉米秸秆水解和厌氧产酸的影响及作用机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 玉米秸秆的组成与性质 |
| 1.3 玉米秸秆沼气化工艺及关键过程研究现状 |
| 1.3.1 玉米秸秆的预处理技术 |
| 1.3.2 玉米秸秆的厌氧发酵工艺 |
| 1.3.3 玉米秸秆沼气化关键过程的技术瓶颈 |
| 1.4 金属盐在玉米秸秆沼气化关键过程中的作用 |
| 1.4.1 金属盐在水解过程中的作用 |
| 1.4.2 金属盐在厌氧产酸发酵中的作用 |
| 1.5 研究目的和研究内容 |
| 1.5.1 研究目的和意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 营养金属盐催化水解玉米秸秆研究 |
| 2.1 实验材料与方法 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验装置 |
| 2.1.3 实验方法 |
| 2.1.4 测试及分析方法 |
| 2.2 营养金属盐催化水解玉米秸秆效果评价及优化 |
| 2.2.1 基于联合强度因子的水解效果评价 |
| 2.2.2 基于响应曲面法的水解效果优化 |
| 2.3 营养金属盐催化水解玉米秸秆微观结构表征与分析 |
| 2.3.1 表面形貌表征与分析 |
| 2.3.2 微观物理结构表征与分析 |
| 2.3.3 化学结构表征与分析 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 FeCl_2催化水解玉米秸秆反应动力学研究 |
| 3.1 实验材料与方法 |
| 3.1.1 实验材料 |
| 3.1.2 实验方法 |
| 3.2 FeCl_2催化水热反应中水解液成分分析 |
| 3.2.1 纤维素基降解产物分析 |
| 3.2.2 半纤维素基降解产物分析 |
| 3.3 FeCl_2催化作用下半纤维素水解动力学研究 |
| 3.3.1 半纤维素水解产物动力学模型 |
| 3.3.2 Saeman模型预测值与实验值的比较 |
| 3.3.3 动力学参数与反应活化能的计算与分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 超低浓度FeCl_2催化水解玉米秸秆研究 |
| 4.1 实验材料与方法 |
| 4.1.1 实验材料及装置 |
| 4.1.2 实验方法 |
| 4.1.3 测试及分析方法 |
| 4.2 超低浓度FeCl_2对玉米秸秆的催化性能解析 |
| 4.2.1 与蒸馏水热水解效果比较分析 |
| 4.2.2 催化水解反应前后铁元素含量分析 |
| 4.2.3 与蒸馏水水解后固渣表面形貌对比 |
| 4.3 超低浓度FeCl_2催化水解玉米秸秆水解液成分分析 |
| 4.3.1 纤维素基降解产物分析 |
| 4.3.2 半纤维素基降解产物分析 |
| 4.3.3 水解液pH的变化规律分析 |
| 4.3.4 总糖和总副产物分析 |
| 4.4 超低浓度FeCl_2催化水解对玉米秸秆微观结构影响 |
| 4.4.1 表面形貌表征与分析 |
| 4.4.2 微观物理结构表征与分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 铁盐催化水解玉米秸秆微观反应机理研究 |
| 5.1 密度泛函基础理论 |
| 5.2 基组选择 |
| 5.3 铁离子催化水解过程计算与分析 |
| 5.3.1 铁离子催化水解过程稳定复合物的确定 |
| 5.3.2 铁离子复合物与O11和O22的微观反应机理研究 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 玉米秸秆水解与厌氧产酸发酵匹配性研究 |
| 6.1 实验材料与方法 |
| 6.1.1 实验原料及装置 |
| 6.1.2 实验方法 |
| 6.1.3 测试及分析方法 |
| 6.2 营养金属盐催化水解液的厌氧产酸发酵研究 |
| 6.2.1 单一营养金属盐催化水解液的产酸发酵 |
| 6.2.2 多种营养金属盐联合催化水解液的产酸发酵 |
| 6.3 FeCl_2催化水解液的产酸发酵研究 |
| 6.4 玉米秸秆水解及厌氧产酸发酵关键过程的物料分析 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）玉米秸秆生物精炼生产生物燃料乙醇及其关键问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 燃料乙醇国内外发展现状 |
| 1.1.1 国外发展现状 |
| 1.1.2 国内发展现状 |
| 1.2 纤维素乙醇生产工艺 |
| 1.2.1 木质纤维素组成 |
| 1.2.2 预处理技术 |
| 1.2.3 木质纤维素的酶解 |
| 1.2.4 糖化发酵技术 |
| 1.2.5 纤维素乙醇技术难点 |
| 1.3 生物热解 |
| 1.4 论文的选题背景 |
| 1.5 论文的主要研究内容 |
| 第2章 酸性亚硫酸盐预处理生产燃料乙醇及高附加值产品 |
| 前言 |
| 2.1 实验材料和设备 |
| 2.1.1 材料 |
| 2.1.2 试剂配制 |
| 2.1.3 仪器设备 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 玉米秸秆酸性亚硫酸盐预处理 |
| 2.2.2 酶水解 |
| 2.2.3 半同步糖化发酵(Q-SSF) |
| 2.2.4 酸性亚硫酸盐预处理液的树脂分离 |
| 2.2.5 WSS和 LSS性质分析 |
| 2.2.6 纤维素酶滤纸酶活测定 |
| 2.2.7 分析方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 酸性亚硫酸盐预处理对玉米秸秆化学成分的影响 |
| 2.3.2 酸性亚硫酸盐预处理对玉米秸秆的酶解及发酵性能的影响 |
| 2.3.3 酸性亚硫酸盐预处理液的生物炼制 |
| 2.3.4 LSS和 WSS的结构和性能 |
| 2.3.5 生物炼制过程的初步质量平衡 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 玉米秸秆酸性亚硫酸盐预处理过程中结构和性质的变化 |
| 前言 |
| 3.1 实验材料和设备 |
| 3.1.1 材料 |
| 3.1.2 仪器设备 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 玉米秸秆的酸性亚硫酸盐预处理 |
| 3.2.2 结晶度测定 |
| 3.2.3 Brunauer-Emmett-Teller(BET)分析 |
| 3.2.4 扫描电镜观察 |
| 3.2.5 TG-IR分析 |
| 3.2.6 分析方法 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 酸性亚硫酸盐预处理的玉米秸秆的化学组成和酶水解效率的影响 |
| 3.3.2 酸性亚硫酸盐预处理后玉米秸秆的纤维素结晶度变化 |
| 3.3.3 酸性亚硫酸盐预处理后玉米秸秆表面积的变化 |
| 3.3.4 未经处理和经过预处理的玉米秸秆的TG-IR分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 木质纤维素生物精炼酶解残渣热解行为及动力学研究 |
| 前言 |
| 4.1 材料和设备 |
| 4.1.1 材料 |
| 4.1.2 仪器设备 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 预处理工艺 |
| 4.2.2 酶水解 |
| 4.2.3 热重-红外(TG-IR)分析 |
| 4.2.4 EHR热解动力学模型 |
| 4.2.5 分析方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 预处理对玉米秸秆化学成分和酶解效率的影响 |
| 4.3.2 EHR的热解 |
| 4.3.3 气体产物的TG-IR分析 |
| 4.3.4 EHR热解动力学 |
| 4.4 结论 |
| 第5章 全文总结与展望 |
| 5.1 本文取得的创新性结果 |
| 5.2 进一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间主要科研成果 |
（9）过硫酸钠预处理对玉米秸秆结构及厌氧消化的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 秸秆资源利用现状 |
| 1.2.1 秸秆还田 |
| 1.2.2 饲料化 |
| 1.2.3 资源化 |
| 1.2.4 能源化 |
| 1.3 木质纤维素预处理方法研究现状 |
| 1.3.1 物理法 |
| 1.3.2 化学法 |
| 1.3.3 生物法 |
| 1.3.4 联合法 |
| 1.4 过硫酸盐高级氧化技术研究现状 |
| 1.4.1 热活化过硫酸盐 |
| 1.4.2 光活化过硫酸盐 |
| 1.4.3 过渡金属催化剂活化过硫酸盐 |
| 1.4.4 其他活化方式 |
| 1.5 研究目的和内容 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 试验材料与方法 |
| 2.1 试验材料和仪器 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验仪器 |
| 2.2 测定方法 |
| 2.2.1 秸秆降解率 |
| 2.2.2 DNS法测还原糖 |
| 2.2.3 硫酸根离子的测定 |
| 2.2.4 范氏法测定木质纤维素含量 |
| 2.2.5 厌氧消化主要化学指标测定 |
| 2.3 分析方法 |
| 2.3.1 正交试验分析方法 |
| 2.3.2 累积产甲烷量的模型分析 |
| 2.3.3 微观结构分析 |
| 第三章 玉米秸秆过硫酸钠预处理优化研究 |
| 3.1 试验设计 |
| 3.1.1 常温过硫酸钠氧化预处理 |
| 3.1.2 热活化过硫酸钠氧化预处理 |
| 3.2 常温过硫酸钠氧化预处理效果研究 |
| 3.2.1 过硫酸钠投加量的影响 |
| 3.2.2 预处理时间的影响 |
| 3.2.3 固液比的影响 |
| 3.2.4 溶液pH的影响 |
| 3.3 热活化过硫酸钠预处理效果研究 |
| 3.3.1 过硫酸钠投加量的影响 |
| 3.3.2 预处理时间的影响 |
| 3.3.3 固液比的影响 |
| 3.3.4 溶液pH的影响 |
| 3.3.5 热活化温度的影响 |
| 3.4 玉米秸秆热活化过硫酸钠预处理正交试验优化 |
| 3.4.1 正交试验极差分析 |
| 3.4.2 正交试验方差分析 |
| 3.4.3 正交试验最优结果验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 过硫酸钠预处理对玉米秸秆结构性质的影响 |
| 4.1 试验设计 |
| 4.2 玉米秸秆常温过硫酸钠预处理对结构特性及理化性质的影响 |
| 4.2.1 玉米秸秆理化性质 |
| 4.2.2 玉米秸秆微观结构 |
| 4.3 热活化过硫酸钠预处理对玉米秸秆结构特性及理化性质的影响 |
| 4.3.1 玉米秸秆理化性质 |
| 4.3.2 玉米秸秆微观结构 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 玉米秸秆热活化过硫酸钠预处理对厌氧消化性能的影响 |
| 5.1 试验设计 |
| 5.2 热活化过硫酸钠预处理对厌氧产气性能的影响 |
| 5.2.1 日产气量和累积产气量 |
| 5.2.2 日产甲烷含量和累积产甲烷量 |
| 5.2.3 厌氧消化性能 |
| 5.3 热活化过硫酸钠预处理对消化时间和系统稳定性的影响 |
| 5.3.1 消化时间 |
| 5.3.2 系统稳定性 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者及导师介绍 |
| 附件 |
（10）尿素预处理玉米秸秆的脱木质素动力学及厌氧发酵特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景、目的与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.1.3 研究目的 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 预处理技术 |
| 1.2.2 脱木质素动力学 |
| 1.2.3 厌氧发酵技术 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 试验原料 |
| 2.2 实验设计与方法 |
| 2.2.1 实验设计 |
| 2.2.2 实验方法 |
| 2.3 试剂与设备 |
| 2.3.1 试验试剂 |
| 2.3.2 试验设备 |
| 2.4 指标测定方法 |
| 2.4.1 常规指标测定 |
| 2.4.2 沼气测定 |
| 2.4.3 挥发性脂肪酸(VFAs)的测定 |
| 2.4.4 木质纤维素成分测定 |
| 2.4.5 傅里叶红外光谱分析 |
| 2.5 模型方法 |
| 2.5.1 脱木质素动力学模型 |
| 2.5.2 脱木质素选择性系数 |
| 2.5.3 活化能 |
| 3 尿素预处理对玉米秸秆理化结构的影响研究 |
| 3.1 尿素预处理对玉米秸秆木质素含量的影响 |
| 3.2 尿素预处理对玉米秸秆纤维素含量的影响 |
| 3.3 尿素预处理对玉米秸秆半纤维素含量的影响 |
| 3.4 FTIR分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 尿素预处理玉米秸秆脱木质素动力学研究 |
| 4.1 脱木质素选择性系数分析 |
| 4.2 尿素预处理玉米秸秆脱木质素动力学模型 |
| 4.2.1 35℃脱木质素动力学模型的构建 |
| 4.2.2 55℃脱木质素动力学模型的构建 |
| 4.2.3 75℃脱木质素动力学模型的构建 |
| 4.3 活化能的分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 尿素预处理对玉米秸秆厌氧发酵产气特性的影响研究 |
| 5.1 尿素预处理对玉米秸秆厌氧发酵产气特性的影响 |
| 5.2 尿素预处理对玉米秸秆厌氧发酵过程VFAs浓度的影响 |
| 5.3 相关尿素预处理及后续厌氧发酵的比较 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论、创新点及展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
四、预处理玉米秸秆生产燃料乙醇的动力学模型探讨（论文参考文献）
- [1]批式流加发酵里氏木霉产纤维素酶的过程调控及应用[D]. 白一迪. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]绿色介质耦合汽爆处理秸秆及其高固酶解发酵乙醇的研究[D]. 孙乐乐. 中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所), 2021
- [3]木质纤维制备生物燃料流程模拟研究[D]. 孔毅. 青岛科技大学, 2021(02)
- [4]暗-光联合生物制氢过渡态研究及其过程调控[D]. 李亚猛. 河南农业大学, 2020(04)
- [5]重组酿酒酵母菌株构建关键技术及菊芋秸秆水解液乙醇发酵[D]. 熊亮. 大连理工大学, 2020(01)
- [6]麦麸与玉米芯超临界水水解工艺探究[D]. 包守庆. 大连理工大学, 2020(02)
- [7]金属盐对玉米秸秆水解和厌氧产酸的影响及作用机制研究[D]. 乔怡娜. 天津大学, 2020(01)
- [8]玉米秸秆生物精炼生产生物燃料乙醇及其关键问题研究[D]. 刘仲洋. 齐鲁工业大学, 2020(02)
- [9]过硫酸钠预处理对玉米秸秆结构及厌氧消化的影响研究[D]. 陈丽萍. 北京化工大学, 2020(02)
- [10]尿素预处理玉米秸秆的脱木质素动力学及厌氧发酵特性研究[D]. 曹振. 东北农业大学, 2020(07)