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能源危机与环境污染问题受到人们越来越多的关注,开发新的能源体系己成为世界各国的共识。氢由于其本身无色、无嗅、无毒且燃烧后仅生成水而被认为是理想的清洁能源。另外,氢的能量密度高,其热值为143 MJ/kg,约为石油热值的3倍;它能以气态、液态或固态金属氢化物的形式储存,能满足储运及各种应用环境的不同要求。因而“氢经济”成为各国经济发展规划的重要组成部分。
本研究对高温环境的样品进行分离,通过初筛和复筛,选出一株产氢性能稳定且活性较高的菌株。通过对菌株的形态结构、生理生化特征及16S rRNA基因序列进行分析,鉴定该菌株为阪崎肠杆菌。分析了pH值、碳源、菌体密度、温度、起始糖浓度、起始氧浓度等因素对菌株产氢活性的影响。通过对影响阪崎肠杆菌HP产氢活性主要因素的正交实验,确定该菌株批次发酵产氢的最佳条件为:起始pH值8.0,以葡萄糖为碳源,温度为35℃,起始氧浓度为0%。最高产氢速率可达5.5μmol/h·mg dw。利用气相色谱仪对阪崎肠杆菌和克雷伯氏菌HP1发酵产氢36h后的废液中所含脂肪酸进行检测,结果表明,阪崎肠杆菌发酵36h后废液中乙酸浓度为2.22μg/mL,丁酸浓度为3.33μg/mL;克雷伯氏菌的发酵产氢废液中乙酸浓度为0.66μg/mL,丁酸浓度为11.79μg/mL。光合细菌可利用乙酸、丁酸等有机酸进行光发酵产氢。在本研究中,将荚膜红假单胞菌CN1接种于阪崎肠杆菌和克雷伯氏菌发酵产氢的混合废液中进行光发酵产氢,结果表明,在12d时产氢量达到最大,每毫升发酵废液可产生0.12mmol氢气。即暗发酵-光发酵联合产氢过程对氢的转化率有一定的提高,为暗发酵-光发酵联合产氢的研究奠定一定的基础。