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化石能源日益的枯竭以及生态环境的恶化,寻求清洁可再生能源受到广泛关注。目前针对生物质的利用成为研究热点,在不同种类生物质资源被利用的情况下,落叶是还没有被完全利用的生物质资源。本文选用常见的绿化树木三球悬铃木落叶为原料,对其光合生物产氢特性进行了研究。首先从酶解工艺出发,在最大限度上提高酶解产糖量、降低酶解成本的基础上,确定落叶酶解糖化的最佳酶解工艺条件。其次在对落叶进行预处理的工艺上,利用正交实验优化了稀硫酸预处理工艺。再次研究不同酸碱的预处理对落叶光合生物制氢的影响,并利用修正的Gompertz方程对产氢过程进行回归分析,验证了以落叶为原料进行光合生物制氢的可行性和预处理的必要性。最后以单位产氢量为依据,研究了光照、温度、底物浓度、接种量和初始p H对三球悬铃木落叶同步糖化产氢的影响,利用Plackett-Burman实验对以上五个因素进行筛选,筛选出对三球悬铃木落叶同步糖化生物制氢影响显著的因素,然后利用响应面法对其进行优化实验,对实验结果进行直观分析与方差分析,以获取最佳产氢工艺条件。实验结果表明,(1)通过对三球悬铃木落叶的主要成分测定,纤维素、半纤维素和木质素含量分别为32.51%、19.65%和30.13%,这和农作物秸秆生物质相比差别小于10%,说明三球悬铃木落叶可以作为产氢原料。(2)高效酶解预处理不仅能提高产氢效率、也能降低产氢成本,通过对酶解时间、酶负荷和底物浓度单因素分析,得出最佳酶解条件:酶负荷为150mg/g落叶、酶解反应时间为9h、底物浓度为250mg/m L。(3)通过Plackett-Burman实验的筛选,得出温度、初始p H和接种量三个因素对落叶同步糖化产氢影响比较显著,利用响应面对这三个因素进行优化实验,并对实验结果进行方差分析得出同步糖化产氢的最佳工艺:p H为6.30、温度为35.71℃、接种量为26.63%、产氢量为58.65m L/g,实验结果和方程拟合预测值(59.17m L/g)基本吻合。(4)在以落叶为原料进行光合生物产氢过程中,产氢发酵液里的小分子酸随着产氢的进行也在不断地变化,在产氢底物为5g的情况下,光合产氢的发酵液里累积得到的小分子酸为:乙酸、丁酸、丙酸以及乙醇的浓度分别为624mg/L、422mg/L、558mg/L和866mg/L;暗发酵产氢末端液相中乙酸、丁酸、丙酸以及乙醇的浓度分别为2966mg/L、1624mg/L、1365mg/L、1352mg/L。