有机胺负载型中空纤维膜强化微藻固碳
王雅琴1
刘景超1
白丽菊1
陆诗建2
陈思铭2
唐华1
1.青岛大学环境与地理科学学院,山东青岛 2660712.中国矿业大学江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室,江苏徐州 221116;中国矿业大学碳中和研究院,江苏徐州 221116
摘要：微藻固碳在应对温室效应、能源危机和促进低碳经济发展方面发挥着至关重要的作用,而固碳效率低是限制该技术发展的瓶颈问题,因此提出使用有机胺负载型中空纤维膜(疏水聚丙烯(PP)膜)提高微藻固碳性能.首先,对中空纤维膜进行疏水改性,接着通过物理方法将2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)负载于中空纤维膜;然后,将其浸没到微藻培养系统中作为CO2气体进入培养液的媒介.过程中,AMP负载型PP膜可强化CO2向微藻培养液的传质过程,从而强化CO2脱除效率;AMP负载型PP膜可起到分隔CO2与胺的化学反应场以及微藻吸收CO2的生物反应场的作用,避免复杂混合反应;PP膜上的AMP及AMP与CO2反应后的氨基甲酸盐不会溶解于培养液,不与微藻细胞直接接触,大大减小对微藻细胞的损伤,不影响细胞光合作用,从而提高效率;AMP负载型PP膜与微藻体系呈现分离状态,可通过简单的物理方法分离.试验结果表明,质量浓度为123.16 mg/LAMP-PP膜强化技术可使生物质质量浓度(0.88 g/L)和CO2固定效率(183.23 mg/(L·d))显著提高.与Blank组、Blank-PP组和123.16 mg/L AMP组相比,生物质浓度分别提高了 28.05％、18.04％、183.57％,CO2固定效率分别提高了 58.23％、44.16％、168.42％.同时,该强化技术通过物理隔离作用消除AMP直接接触导致的氧化应激(SOD活性降低)与细胞损伤(分形维数仅增加5.9％),胺基化膜表面吸附CO2后生成的氨基甲酸酯通过水解反应使培养液溶解性无机碳(DIC)浓度提升,CO2脱除效率达83.5％,显著优于溶解性AMP体系,突显了这种膜介导方法在微藻CO2固定中的有效性.
关键词：微藻CO2固定胺改性膜2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)膜介导培养
分类号：X701(一般性问题)TK6(生物能及其利用)
资助基金：国家自然科学基金(52006112)徐州市重点研发计划(社会发展)资助项目(KC23293)中国博士后科学基金资助项目(2023M743768)
论文发表日期：2025-08-31
在线出版日期：2025-09-23（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 65-75 )
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