褐煤的微生物解聚研究

被引量 : 0次 | 上传用户:linuxcici
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
我国褐煤资源丰富,大约是煤炭总储量的13%。但由于煤化程度低,存在水分高、灰分高、热值低等缺点,直接燃烧获得的热效率低,且会带来严重的环境污染,被视为劣质燃料。因此,迫切需要一些新技术来有限度和高附加值的利用即高效利用褐煤。现今褐煤的转化大多采用化学的手段气化或液化获得高附加值产品,这一过程需要的能耗高、条件苛刻、污染严重且投资成本高。而生物转化则具有条件温和、能耗低、对环境友好、经济有效等优点,为煤炭加工和清洁利用提供了前景广阔的新思路,但效率低及反应机理不明成为阻碍其发展的关键问题。本论文针对褐煤生物转化的研究现状,对褐煤的氧化处理、固体溶煤和液体解聚及产物和褐煤的分离与分析展开了系统的研究,为深入研究褐煤的微生物利用提供有价值的科学依据。首先,从煤矿周围的腐木中筛选出了一株真菌F8,通过对其进行18S rRNA全序列测定,确定其为Ascomycota Hypocrea lixii。经定性实验证明其能产生木质素过氧化物酶、漆酶和锰过氧化物酶,具有降解木质素的能力。为了提高褐煤的生物转化效果,采用不同的方法对褐煤进行氧化,实验证明:在固体培养基中,以1g褐煤:5mL HNO3的比例处理24h后的氧化煤,其生物液化的速率和效率最高。然后,利用真菌F8对氧化煤的固体溶煤过程进行了研究,考察了不同固体培养基中氧化煤的液化效果,并测定了溶煤过程中真菌的产酶情况和氧化煤的降解情况,结果表明在所选用的三种固体培养基中SMA的溶煤效果最佳。同时,对褐煤在SMA中的液化产物、氧化煤及液化后的剩余煤进行了分析,结果显示:真菌作用下氧化煤发生了氧化分解反应,产物的分子量降低,碳含量减少,氧含量降低,且产物中含有较多的芳环结构或者说简单的芳香族化合物。其次,利用真菌F8对氧化煤进行了液体生物解聚实验的研究。考察了影响生物降解率的因素,在单因素实验的基础上,对氧化煤的生物解聚条件进行了优化,得出解聚的优化方案为:解聚温度为30.5℃、摇床转速为154.0rpm、菌种用量为3.0孔/150ml、解聚时间为10.5d,实验验证结果表明氧化煤的降解率可达43.85%;接着,对解聚得到的剩余煤和氧化煤分别进行分级萃取,将得到的每级萃取物进行了GC/MS的分析比较;除此之外,对产物、剩余煤和氧化煤还作了FTIR分析。分析结果表明:与氧化煤相比,剩余煤每级萃取物中都有一定量的分子量较小的新物质出现,且含氧化合物的比例有所增加;产物中出现了较多简单的芳香族化合物,醚键和芳环侧链基团减少,这说明微生物的作用使醚键和芳环侧链基团发生了断裂。最后,为了不引入不利的基团且提高生物解聚效果,进行了真菌F8对褐煤各组分的液体生物解聚实验的研究。褐煤复杂的结构组成抑制了微生物的作用,采用分级萃取技术得到了以某类基团和结构为主的褐煤的各级族组分,再利用真菌对各组分进行生物解聚,以降解率为参数,得到了最佳组分,然后对解聚前后的最佳组分进行了分析。结果表明:褐煤经0.2mol/L NaOH溶液、正己烷、二氯甲烷、苯-乙醇共沸物和丙酮5种溶剂的分级萃取,得到了5个族组分(E1-E5);E1的主要成分是腐殖酸,E2主要为饱和脂肪烃,E3主要为烷基芳香化合物和芳香酯,E4主要为羧酸,E5主要为芳香酯和酮。在相同条件下, E1是最佳解聚组分,其降解率最高,达到35.59%。由解聚前后E1的分析得知微生物破坏了芳香环化合物的侧链基团和腐殖酸内部结构的化学键,生成了更为简单的芳香族化合物和一些小分子物质。
其他文献
滇东高原作为一个相对独特的地理环境单元,喀斯特地貌发育,山多坡陡,生态环境脆弱,加上独特的二元水文地质结构导致水、土资源的时空分布不均,使得区域内的农业生产面临诸多不利因
随着集成电路的快速发展,数据采集已经广泛应用于互联网信息技术、科学技术研究及分布式领域。现代社会各个领域都离不开数据采集和信息交换,一方面在研究和应用过程中数据采集
20世纪90年代以来,以网络媒体、手机媒体、数字电视为代表的新媒体迅速崛起。新媒体凭借其虚拟性、时效性、互动性和整合性等特点,迅速获得大学生的广泛认可与接受,并因此成为大
随着铁路向高速化、重载化方面发展,势必对S700K转辙机控制电路故障诊断技术提出更为苛刻的要求。然而其现有的控制电路故障检测手段仍停留在原先的技术层面上,依旧是人占主导
本次课题以京剧文化创意产品的开发为研究内容,尝试从京剧文化、现代设计方法与文化创意产品设计、产品实现三个领域进行分析,实现了研究的整合与应用,并试图以京剧为例,探索文化
作文教学在中学语文教学中一直是教师们关注的重点话题,中学语文写作教学实践长期以来一直收效甚微。近年来,新课程改革为作文教学的研究提供了新的启发,体验式教学理念被学者引
本文从90年代以来的学院小说中的知识分子形象认同入手,去探讨作品的书写模式,分析作家为实现不同的认同目的而采取的叙事策略。本文以为90年代以来的学院小说本身就是作家探索
根据京通线试验段路基冻胀和含水率的观测数据,对寒冷地区普速铁路路基的冻融周期、冻胀空间分布、冻胀历年重复性、不均匀冻胀发生部位和冻胀量作了统计分析,总结了路基冻胀对
2001年新课改,《全日制义务教育语文课程标准(实验稿)》首次提出了语文综合性学习。从此,语文综合性学习成为与识字与写字教学、阅读教学、写作教学、口语交际教学并列的语文课程
城市化是我国一个正在发生的重要社会发展进程。交通基础设施的改善通过降低运输成本,改变城市区位条件,促进经济活动向城市集聚,从而影响城市人口增长,导致城市化格局发生变化。