[發明專利]增強發光強度、均勻性及微生物吸附的空心發光光纖

無效

• 申請號: 201310191878.3
• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN103246012A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 廖強;鐘年丙;王永忠;陳蓉;朱恂;丁玉棟;王宏;李俊;葉丁丁
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G02B6/032
• 分類號: G02B6/032;C03C25/54
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 穆祥維

技術領域

本發明涉及一種發光光纖，尤其涉及一種增強發光強度、均勻性及微生物吸附的空心發光光纖。

背景技術

化石能源價格不斷攀升，能源短缺日益成為困擾社會發展的首要問題。同時化石燃料的過量開采對自然環境造成了嚴重破壞，積極開發環境友好和符合經濟發展的可再生能源，特別是大力發展生物質能有效地緩解能源短缺壓力，成為進入二十一世紀以來全世界關注的熱點。在多種可再生能源中，氫能具有能量密度高，熱轉化效率高，燃燒產物不含溫室性氣體的清潔能源特點，被譽為“最有前景的能源”。

氫氣的制取方法主要有化學轉化化石燃料法，電解水法及生物制氫法。其中，生物制氫是一種環境友好、操作簡單、低成本及低能耗的綠色能源生產技術。生物制氫過程可以分為：（1）暗發酵制氫；（2）光發酵制氫；（3）光暗發酵耦合制氫。光發酵細菌產氫過程具有不放氧、產氫純度高、對太陽光譜的響應范圍寬以及可與多種生物組建形成良好微生態體系等特點。與光生物制氫技術相關的生物反應器主要有懸浮液（序批式）培養與固定化細胞培養兩種類型。細胞固定化技術可提高反應器內生物量持有量，能改善單位反應器的比產氫速率和運行穩定性；可重復連續使用、提高反應生物的純度；可使工程連續化，裝置小型化，產物分離提取容易等。固定化生物反應器主要有生物膜反應器、包埋細胞顆粒填充床反應器及絮凝顆粒生物反應器等。生物膜反應器具有傳質阻力小，有機物降解效率高，微生物活性高，無包埋顆粒中存在的包埋劑化學毒性，也不存在絮凝顆粒反應器中懸浮固體容易堵塞反應器等優點。但是，生物膜制氫反應器的性能仍受生物膜載體表面的物理化學性質及反應器內光強分布的影響。

研究表明載體表面性質，如表面親水性、成分、電荷性和粗糙度將直接影響到微生物吸附、生物膜生長、生物膜與載體的緊密度及微生物細胞活性等，最終影響光合細菌產氫量及產氫穩定性。為提高生物膜量及活性，研究者們就填料表面性質對細菌吸附和生物膜生長過程的影響進行了大量的研究。Bayoudh等研究發現假單胞菌和葡萄球菌在載體表面的吸附量與細菌的親水性和載體表面的親水性有關，且越親水細菌容易吸附在越親水的表面。Lorite等研究了表面成分對細胞吸附特性的影響，認為載體表面的官能團可能比表面粗超度、親水性對細菌的吸附影響更大。Sheng等通過觀察細菌同不銹鋼之間的粘附力發現溶液中離子強度越大細菌與不銹鋼之間的粘附力越大，原因是帶負電荷的細菌與帶正電荷的不銹鋼表面產生了較大的靜電吸引力。Mei等研究指出增加材料表面的粗糙度有利于細菌的吸附；同時，Ginsburg等也發現單位質量下表面積越大的活性碳纖維所能固定的微生物量越多，且Katsikogianni等指出細菌會優先吸附到和細菌尺寸相近的不規則體表面。同樣，我們前期研究也發現，載體表面的官能團將影響到Photosynthetic?bacteria?(PSB)的前期吸附能力，表面粗糙度將影響生物膜生長及生物膜與載體之間的緊密度，表面物質成分將影響生物膜活性。