| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-18页 |
| 第1章 绪论 | 第18-44页 |
| ·课题来源 | 第18页 |
| ·研究背景和意义 | 第18-23页 |
| ·碳中性可持续制氢的重要性 | 第18-21页 |
| ·发酵法生物制氢的局限 | 第21-23页 |
| ·微生物电解池（MEC）的工作原理和构型 | 第23-26页 |
| ·MEC 突破发酵产氢局限的可行性分析 | 第26-31页 |
| ·MEC 继续转化发酵产物为氢气 | 第26-29页 |
| ·MEC 突破发酵产氢底物代谢局限 | 第29-30页 |
| ·MEC 突破发酵产氢温度限制 | 第30-31页 |
| ·MEC 阳极生物膜群落结构的研究意义及进展 | 第31-38页 |
| ·增加对阳极微生物的认识 | 第31-33页 |
| ·揭示阳极微生物在降解复杂底物过程中的互养关系 | 第33-36页 |
| ·揭示阳极微生物对氢气的竞争关系 | 第36-38页 |
| ·MEC 产氢面临的主要问题 | 第38-41页 |
| ·缺乏利用廉价生物质产氢研究 | 第38-39页 |
| ·存在多条氢损失途径 | 第39-40页 |
| ·复杂底物下阳极微生物群落结构尚待揭示 | 第40-41页 |
| ·研究内容和技术路线 | 第41-44页 |
| ·研究内容 | 第41-43页 |
| ·研究技术路线 | 第43-44页 |
| 第2章 实验材料与方法 | 第44-63页 |
| ·MEC 及暗发酵制氢反应器构型 | 第44-47页 |
| ·单室 MEC 反应器 | 第44-45页 |
| ·双室 MEC 反应器 | 第45-46页 |
| ·暗发酵制氢反应器 | 第46-47页 |
| ·MEC 的启动与运行 | 第47-49页 |
| ·MEC 性能的评价方法 | 第49-51页 |
| ·氢气产率 | 第49页 |
| ·氢回收率 | 第49-50页 |
| ·产氢速率 | 第50页 |
| ·能量转化效率 | 第50-51页 |
| ·暗发酵制氢反应器运行与产氢菌种培养 | 第51-52页 |
| ·分析检测方法 | 第52-55页 |
| ·气体的测量与分析 | 第52页 |
| ·相关化学分析 | 第52-55页 |
| ·三维荧光光谱分析 | 第55页 |
| ·激光共聚焦显微镜分析 | 第55页 |
| ·微生物群落结构分析方法 | 第55-63页 |
| ·基因组 DNA 提取 | 第55-56页 |
| ·16S rRNA 基因扩增 | 第56-57页 |
| ·16S rRNA 基因克隆文库构建 | 第57页 |
| ·16S rRNA 基因变性梯度凝胶电泳（DGGE） | 第57-58页 |
| ·实时定量 PCR 分析 | 第58-60页 |
| ·高通量 16S rRNA 基因焦磷酸测序 | 第60页 |
| ·生物信息学和统计学分析 | 第60-63页 |
| 第3章 发酵系统耦合 MEC 梯级产氢及阳极生物膜群落结构响应 | 第63-90页 |
| ·引言 | 第63页 |
| ·乙醇型暗发酵产氢 | 第63-65页 |
| ·利用糖蜜废水的混菌发酵产氢 | 第63-64页 |
| ·利用葡萄糖的纯菌发酵产氢 | 第64-65页 |
| ·MEC 利用糖蜜废水发酵液产氢 | 第65-72页 |
| ·产氢速率及气体成分 | 第65-66页 |
| ·氢及能量收益 | 第66-67页 |
| ·电极极化研究 | 第67-69页 |
| ·MEC 对有机物的降解 | 第69-70页 |
| ·MEC 及耦合系统效能分析 | 第70-72页 |
| ·MEC 利用纯菌发酵液产氢及生物膜群落结构响应 | 第72-88页 |
| ·MEC 及耦合系统的产氢效能 | 第73-75页 |
| ·生物膜群落结构对不同发酵产物的响应 | 第75-88页 |
| ·本章小结 | 第88-90页 |
| 第4章 MEC 突破发酵产氢局限直接利用蛋白质产氢 | 第90-108页 |
| ·引言 | 第90页 |
| ·降解蛋白阳极生物膜的富集 | 第90-92页 |
| ·MEC 直接利用蛋白产氢的效能 | 第92-99页 |
| ·单室 MEC 的电流密度 | 第92-94页 |
| ·单室 MEC 中氢气和甲烷的产率 | 第94-95页 |
| ·单室 MEC 的产氢速率 | 第95-97页 |
| ·单室 MEC 中氢及能量收益 | 第97页 |
| ·单室 MEC 对有机物的去除 | 第97-98页 |
| ·双室 MEC 利用蛋白产氢的效能 | 第98-99页 |
| ·蛋白降解过程中的氮平衡分析 | 第99-101页 |
| ·MEC 利用蛋白产氢的特性研究 | 第101-103页 |
| ·蛋白和其它有机物在 MEC 中产氢的差异 | 第101-102页 |
| ·蛋白在 MEC 中的产电和产氢差异 | 第102页 |
| ·MEC 利用蛋白产氢过程中的电子内循环 | 第102-103页 |
| ·阳极生物膜群落结构对蛋白底物的响应 | 第103-106页 |
| ·本章小结 | 第106-108页 |
| 第5章 MEC 利用剩余污泥产氢及阳极生物膜群落结构响应 | 第108-133页 |
| ·引言 | 第108-109页 |
| ·MEC 利用剩余污泥产氢 | 第109-123页 |
| ·剩余污泥的碱预处理 | 第109页 |
| ·MEC 的富集和电流产生 | 第109-112页 |
| ·氢气产率 | 第112-114页 |
| ·氢及能量收益 | 第114-115页 |
| ·污泥中有机物的变化 | 第115-118页 |
| ·污泥组分的 EEM 光谱分析 | 第118-122页 |
| ·MEC 利用剩余污泥产氢的优势及问题分析 | 第122-123页 |
| ·阳极生物膜群落结构响应 | 第123-132页 |
| ·微生物种群丰度和多样性 | 第123-124页 |
| ·微生物群落差异性分析 | 第124-126页 |
| ·微生物群落结构 | 第126-130页 |
| ·复杂底物下的微生物种群互作 | 第130-132页 |
| ·本章小结 | 第132-133页 |
| 第6章 MEC 低温产氢及阳极生物膜群落结构响应 | 第133-175页 |
| ·引言 | 第133-134页 |
| ·低温下 MEC 利用乙酸钠产氢及生物膜群落结构响应 | 第134-147页 |
| ·低温下 MEC 的富集启动 | 第134-136页 |
| ·MEC 的产氢过程 | 第136-137页 |
| ·产氢速率和氢气产率 | 第137-138页 |
| ·氢及能量收益 | 第138-139页 |
| ·低温对甲烷菌生长的抑制 | 第139-141页 |
| ·细菌群落结构对低温的响应 | 第141-145页 |
| ·MEC 低温产氢效能分析及生物学意义 | 第145-147页 |
| ·低温下 MEC 利用葡萄糖产氢及生物膜群落结构响应 | 第147-160页 |
| ·低温下 MEC 的启动和产氢 | 第148-150页 |
| ·反应过程中的产物积累 | 第150-152页 |
| ·生物膜的 CV 特性 | 第152-153页 |
| ·生物膜的微生物群落结构 | 第153-159页 |
| ·低温下的微生物种群互作 | 第159-160页 |
| ·温度交替变化时生物膜中的甲烷菌群落动态 | 第160-170页 |
| ·甲烷菌种类分析 | 第161-163页 |
| ·在 4°C 与 30°C 间变化时的甲烷菌群落动态 | 第163-166页 |
| ·在 9°C 与 30°C 间变化时的甲烷菌群落动态 | 第166-168页 |
| ·恒定 15 °C 和 20 °C 时的甲烷菌群落动态 | 第168-169页 |
| ·甲烷菌群落对温度的响应机制 | 第169-170页 |
| ·温度交替变化时生物膜中的细菌群落动态 | 第170-174页 |
| ·本章小结 | 第174-175页 |
| 结论 | 第175-178页 |
| 参考文献 | 第178-206页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及其它成果 | 第206-209页 |
| 致谢 | 第209-211页 |
| 个人简历 | 第211页 |
