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煤的微生物转化研究进展

发布时间:2020-03-06 07:24
【摘要】:国家战略安全决定了我国能源战略必须立足国内优势煤炭资源,走以煤代油、煤炭绿色转化之路。煤的微生物转化是煤炭,特别是低阶煤洁净高效利用的最有效方式之一,并因其设备要求简单,转化条件温和,能耗低,产物利用价值高等优点,成为煤炭转化和清洁利用领域的研究热点。文中综述了国内外近30年对微生物降解煤的研究状况,主要从煤种、溶煤微生物、影响微生物溶煤过程的因素、溶煤产物的分析和用途等方面进行了归纳总结,并对微生物降解煤的前景和方向进行了展望。
【图文】:

螯合剂,煤大分子结构,多价金属离子,褐煤


第1期李建涛等:煤的微生物转化研究进展H2O2H2ORestingstateCompoundⅠAAHCompoundⅡCompoundⅢExcessH2O2H2OAAHH2O2H2ORestingstateCompoundⅠAAHCompoundⅡCompoundⅢExcessH2O2H2OAAHMnⅢMnⅢMnⅡMnⅡ图1木质素过氧化物酶(LiP)和锰过氧化物酶(MnP)的作用机理[83]Fig.1Interactionmechanismsofligninperokidaseandmangansesperoxidasewithcoal色液体。后续实验研究[97]发现pH值越高溶煤产物越丰富,而这与微生物分泌的多胺和聚胺类碱性物质的多寡密切相关。JiangFeng等[98]研究发现芽孢菌属(Bacillussp.Y7)对褐煤降解率的高低随胞外液pH值的增高而增强,分析发现胞外液中的类蛋白碱性物质是溶煤率高低的决定性物质,但不同微生物分泌碱性物质的种类和多寡各异,故而溶煤能力也各有不同。7.3螯合剂作用机理有研究认为微生物在生长过程中会生成螯合剂,螯合剂与煤中的金属离子结合,金属离子被去除,导致煤大分子结构的瓦解,从而实现煤大分子结构的降解,生成水溶性小分子物质。QuigleyDR等[99-100]认为多价金属离子,如Ca2+,Fe3+和Al3+在褐煤大分子结构中起到架桥的作用。CohenMS等[101]发现草酸对微生物溶煤程度具有一定的影响,因草酸可以螯合多价金属离子,特别是Ca2+,Fe3+和Mg2+.SelviAV[102]研究了螯合剂和多价金属离子对褐煤微生物降解过程的影响,发现螯合剂,像水杨酸和三乙基胺,及其与金属离子Mg2+,Fe3+,Ca2+,Cu2+和Mn2+的匹配加入都有利于褐煤的降解。7.4ABCDE机理如图2中,指出了煤大分子结构中分别被酶、碱、螯合剂及表面

褐煤,机理,微生物溶煤,溶煤产物


结构的降解,生成水溶性小分子物质。QuigleyDR等[99-100]认为多价金属离子,如Ca2+,Fe3+和Al3+在褐煤大分子结构中起到架桥的作用。CohenMS等[101]发现草酸对微生物溶煤程度具有一定的影响,因草酸可以螯合多价金属离子,特别是Ca2+,Fe3+和Mg2+.SelviAV[102]研究了螯合剂和多价金属离子对褐煤微生物降解过程的影响,发现螯合剂,像水杨酸和三乙基胺,及其与金属离子Mg2+,Fe3+,Ca2+,Cu2+和Mn2+的匹配加入都有利于褐煤的降解。7.4ABCDE机理如图2中,指出了煤大分子结构中分别被酶、碱、螯合剂及表面活性剂作用的结构部位,ABCDE机理是在前面几种机理的基础上提出的,它认为微生物降解煤的过程是多种机理共同作用的结果。这就为研究者们探讨微生物溶煤机理构建了新的框架,但是对于某一溶煤过程到底是哪几种机理作用的结果,还应对煤的结构、微生物的特性,降解工艺条件等多方面研究考证。OHBHOBOHOOHOHCOOHABDOOOC15H31OONOMeC2H5AlRFeHOOCOOHOMeCOHOOCaNH2HOOCEOOOOMeOMeCH3图2褐煤降解的ABCDE机理[74]Fig.2ABCDEmechanismsoflignitebiodegradationA碱B生物氧化酶C螯合剂D表面活性剂E酯酶8溶煤产物分析表征方法溶煤产物的分析方法很多,比如红外光谱、紫外光谱、X衍射、扫描电镜、液相色谱、气质联用等,,为了更进一步的探究微生物溶煤过程,往往还对溶煤过程中pH值变化,溶煤产物的酸/碱沉淀性,产物的分子量分布和酸/碱沉淀物的发热量等项目进行检测研究。简单的说,凡是能分析物质组成、结构和性质的方法都可以应用于煤及其降解产物某方面的测试分析

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本文编号:2585111

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