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摘要 III
Abstract V
誌謝 VII
第一章 前言 1
第二章 文獻回顧 3
2.1 生物產氫程序的種類與發展 3
2.2 厭氧醱酵產氫微生物 5
2.2.1 利用碳水化合物產氫之Clostridia 6
2.2.2 利用乳酸與乙酸產氫之微生物 8
2.3 厭氧醱酵產氫之機制 10
2.3.1 Hydrogenase 10
2.3.2 利用碳水化合物產氫之機制 12
2.3.3 利用乳酸與乙酸產氫之機制 21
2.4 乳酸與乙酸共基質醱酵產氫之相關研究 24
2.5 Clostridium tyrobutyricum 相關研究 25
2.6 厭氧醱酵產氫之環境影響因子 29
2.6.1 HRT 29
2.6.2 pH 30
2.6.3 乙酸 31
2.6.4 丁酸 32
2.6.5 氫氣 32
2.6.6 二氧化碳 33
2.7 功能性基因選殖與定序 34
2.7.1 功能性基因選殖與定序 34
2.7.2 [Fe-Fe]-hydrogenase多樣性 37
第三章 實驗設備與方法 38
3.1 厭氧生物產氫產能試驗 38
3.1.1 植種來源 38
3.1.2 基質之製備 38
3.1.3 營養鹽之製備 38
3.2 厭氧產氫連續流反應槽 41
3.2.1 連續流反應槽設計 41
3.3 批次厭氧氫氣產能試驗 43
3.3.1 厭氧氫氣產能試驗 43
3.3.2 生物產氫活性計量 43
3.4 水質分析項目與使用儀器 44
3.4.1 一般水質分析項目 44
3.4.2 儀器分析 44
3.4.3 數據分析 45
3.5 質量平衡 46
3.6 分子生物檢測鑑定技術 47
3.6.1 DNA萃取 47
3.6.2 聚合酶連鎖反應 (Polymerase Chain Reaction, PCR) 49
3.6.3 功能性基因選殖與定序 51
第四章 結果與討論 53
4.1 連續流醱酵產氫試程 53
4.2 連續流反應槽各試程之表現與質量平衡 54
4.2.1 Run1: HRT 23, HLa 15000 mg/L 54
4.2.2 Run2: HRT18, HLa 15000 mg/L 56
4.2.3 Run3: HRT18, HLa 30000 mg/L 58
4.2.4 Run4: HRT12, HLa 30000 mg/L 60
4.2.5 Run5: HRT12, HLa 15000 mg/L 62
4.3 CSTR各試程之比較 64
4.3.1 氣體表現 64
4.3.2 產率 65
4.3.3 電子流向與質量平衡 66
4.4 產氫最佳化因子分析 68
4.4.1 pH 68
4.4.2 Initial Biomass 73
4.4.3 S0/X0 76
4.5 微生物族群 82
4.6 產氫代謝路徑 87
第五章 結論與建議 91
第六章 參考文獻 92
附錄 100
附錄一 101
附錄二 102
附錄三 103
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