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煤炭是一种不可再生的碳烃资源,具有特殊的化学结构和特性,其直接能源利用不仅造成严重的环境污染,而且造成这一重要资源的极大浪费。煤的生物转化具有转化条件温和、无污染等优点,是煤炭科学技术研究的新领域。提高煤的生物转化率和产物选择性是煤生物转化研究热点之一。因此,采用光-生耦合的方法对煤进行转化,达到提高煤的生物转化率和产物选择性的目的。以神府煤为研究对象,用神府煤洗煤废水中优选出的粗壮串珠霉(Monilia crassa Sh.Et Dodge)、黄绿青霉(Penicillium citreo-viride Biourge)和黄杆菌属(Flavobacterium Bergey et al,1923.97),对不同光氧化程度的神府煤进行转化。用FTIR和GC/MS分析了生物转化产物结构,研究了光-生耦合转化的协同效应。进一步结合煤基腐殖酸、萘(NAP)和4,4,-二羟基二苯基丙烷(BPA)的生物转化研究结果,提出了光-生耦合转化机理。在光氧化装置中,对煤样进行紫外光氧化预处理研究。结果表明,光氧化6h和4h的神府煤(SFC)的腐殖酸的产率分别为10.91%和2.35%。光氧化4h和8h神府镜煤(V-SFC)的腐殖酸的产率分别为5.30%和1.33%。用焦磷酸钠碱液对光氧化6h和4h的SFC及4h和8h的V-SFC抽提后的残渣在液体无机盐培养基中进行微生物转化。结果表明,光氧化6h神府煤,用粗壮串珠菌经8天生物转化后,总转化率为39.72%,生物转化残煤的腐殖酸的总产率为35.54%;光氧化8h神府镜煤,经黄杆菌属生物转化8天后,总转化率为30.80%,生物转化残煤的腐殖酸的总产率为23.71%。由此可见,神府煤经光氧化与生物耦合转化之间存在协同效应。FTIR表征了SFC和V-SFC经光-生耦合转化后水溶性产物和残煤结构。结果发现,SFC经转化后,芳环含量减少,同时脂肪链和含氧官能团增加;V-SFC转化后,含氧官能团的数量增加。微生物转化光氧化SFC和V-SFC的水溶性产物、碱沉淀产物和碱可溶性产物中主要含有羟基、酰胺-N-O-、CH-(CH3)、醚等官能团。用丙酮和四氢呋喃(THF)对光-生耦合转化神府煤的残渣进行抽提,GC/MS表征了残渣的结构。原煤经光-生耦合转化后的丙酮可溶物中含量最多的为1-甲基-4-[(4-丙基)]乙炔基苯,其次为惹烯。丙酮抽提后的残煤经THF抽提后,含量最多的为二(2-乙基己基)邻苯二甲酸酯,其次为邻苯二甲酸二丁酯。原煤的溶剂可溶物中不含以上四种物质。对模型化合物和光氧化煤基腐殖酸进行生物转化,分析了模型化合物及光氧化煤基腐殖酸转化后的组成、结构及机理。基于以上实验结果,提出了神府煤的光-生耦合转化机理。