[发明专利]铁酸钙在暗发酵产H2

权利要求书

1.铁酸钙(CaFe₂O₄)在提高暗发酵产H₂中的应用。

2.一种提高暗发酵系统氢气产量的方法，其特征在于，以铁酸钙颗粒为厌氧暗发酵产氢的促进剂。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述厌氧暗发酵为中温暗发酵，温度为35～37℃。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述铁酸钙颗粒在厌氧暗发酵产氢体系中的添加量为50～400mg/L；优选为100～200mg/L。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的厌氧暗发酵体系包括发酵底物、具有活性的接种污泥和CaFe₂O₄颗粒；

发酵体系中，接种污泥占发酵体系的体积比为20～40％，发酵底物为含有葡萄糖和蛋白胨的溶液，发酵体系中葡萄糖浓度为8～12g/L；蛋白胨浓度为0.1～0.3g/L。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述接种污泥的培养方法：在35～37℃下将活性污泥进行厌氧培养20～30天，以富集厌氧微生物；然后在88～95℃进行热处理30～45min；随后将污泥冷却至37℃后，加入0.8～1.2g/L葡萄糖培养36～48h，即得。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)接种污泥培养：将活性污泥进行厌氧培养20～30天，然后进行热处理；随后将污泥冷却后，加入葡萄糖培养36～48h；

(2)制备暗发酵培养基：向暗发酵反应器中加入接种污泥的和发酵底物，维持发酵温度为35～37℃，并制造厌氧环境；

(3)厌氧发酵：将CaFe₂O₄颗粒投加到步骤(2)中的暗发酵反应体系中，在35～37℃下发酵，并收集H₂。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述CaFe₂O₄颗粒中，O、Fe和Ca的原子百分率分别为55～60％、25～30％和12～15％；优选的，CaFe₂O₄颗粒的比表面积为5～6m²/g，孔径为8～15nm。

9.一种铁酸钙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将铁盐和钙盐溶解于水中，加入络合剂得到混合溶液中，搅拌一段时间；

(2)将混合溶液加热一定时间得到干燥产物，煅烧处理；

(3)冷却后用乙醇和去离子水洗涤反应产物至中性，干燥反应产物，获得铁酸钙(CaFe₂O₄)颗粒。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中铁盐为氯化铁、硫酸铁、硝酸铁和醋酸铁中的一种或几种；所述钙盐为氯化钙、硫酸钙、硝酸钙和乙酸钙中的一种或几种；络合剂为柠檬酸、乙酸、EDTA中的一种；搅拌时间为0.5～2h；优选的，步骤(1)中钙离子、铁离子和络合剂的摩尔比为1:2:3～4.5；优选的，步骤(1)混合溶液中，Ca²⁺的摩尔浓度为0.1～0.2mol/L。

优选的，步骤(2)中加热温度为100～130℃，加热时间为20～24h；步骤(2)所述煅烧温度为600～800℃，煅烧时间为2～3h。