光-生耦合對(duì)神府煤的轉(zhuǎn)化研究.pdf

1、煤炭是一種不可再生的碳烴資源，具有特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)和特性，其直接能源利用不僅造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且造成這一重要資源的極大浪費(fèi)。煤的生物轉(zhuǎn)化具有轉(zhuǎn)化條件溫和、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，是煤炭科學(xué)技術(shù)研究的新領(lǐng)域。提高煤的生物轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物選擇性是煤生物轉(zhuǎn)化研究熱點(diǎn)之一。因此，采用光-生耦合的方法對(duì)煤進(jìn)行轉(zhuǎn)化，達(dá)到提高煤的生物轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物選擇性的目的。 以神府煤為研究對(duì)象，用神府煤洗煤廢水中優(yōu)選出的粗壯串珠霉（Monilia crassa Sh.

2、Et Dodge）、黃綠青霉（Penicillium citreo-viride Biourge）和黃桿菌屬（Flavobacterium Bergey et al，1923.97），對(duì)不同光氧化程度的神府煤進(jìn)行轉(zhuǎn)化。用FTIR和GC/MS分析了生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)，研究了光-生耦合轉(zhuǎn)化的協(xié)同效應(yīng)。進(jìn)一步結(jié)合煤基腐殖酸、萘（NAP）和4，4’-二羥基二苯基丙烷（BPA）的生物轉(zhuǎn)化研究結(jié)果，提出了光-生耦合轉(zhuǎn)化機(jī)理。 在光氧化裝置中，

3、對(duì)煤樣進(jìn)行紫外光氧化預(yù)處理研究。結(jié)果表明，光氧化6h和4h的神府煤（SFC）的腐殖酸的產(chǎn)率分別為10.91％和2.35％。光氧化4h和8h神府鏡煤（V-SFC）的腐殖酸的產(chǎn)率分別為5.30％和1.33％。 用焦磷酸鈉堿液對(duì)光氧化6h和4h的SFC及4h和8h的V-SFC抽提后的殘?jiān)谝后w無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中進(jìn)行微生物轉(zhuǎn)化。結(jié)果表明，光氧化6h神府煤，用粗壯串珠菌經(jīng)8天生物轉(zhuǎn)化后，總轉(zhuǎn)化率為39.72％，生物轉(zhuǎn)化殘煤的腐殖酸的總產(chǎn)率為3

4、5.54％；光氧化8h神府鏡煤，經(jīng)黃桿菌屬生物轉(zhuǎn)化8天后，總轉(zhuǎn)化率為30.80％，生物轉(zhuǎn)化殘煤的腐殖酸的總產(chǎn)率為23.71％。由此可見(jiàn)，神府煤經(jīng)光氧化與生物耦合轉(zhuǎn)化之間存在協(xié)同效應(yīng)。 FTIR表征了SFC和V-SFC經(jīng)光-生耦合轉(zhuǎn)化后水溶性產(chǎn)物和殘煤結(jié)構(gòu)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SFC經(jīng)轉(zhuǎn)化后，芳環(huán)含量減少，同時(shí)脂肪鏈和含氧官能團(tuán)增加；V-SFC轉(zhuǎn)化后，含氧官能團(tuán)的數(shù)量增加。微生物轉(zhuǎn)化光氧化SFC和V-SFC的水溶性產(chǎn)物、堿沉淀產(chǎn)物和堿可溶性

5、產(chǎn)物中主要含有羥基、酰胺-N-O-、CH-（CH3）、醚等官能團(tuán)。 用丙酮和四氫呋喃（THF）對(duì)光-生耦合轉(zhuǎn)化神府煤的殘?jiān)M(jìn)行抽提，GC/MS表征了殘?jiān)慕Y(jié)構(gòu)。原煤經(jīng)光-生耦合轉(zhuǎn)化后的丙酮可溶物中含量最多的為1-甲基-4-[（4-丙基）]乙炔基苯，其次為惹烯。丙酮抽提后的殘煤經(jīng)THF抽提后，含量最多的為二（2-乙基己基）鄰苯二甲酸酯，其次為鄰苯二甲酸二丁酯。原煤的溶劑可溶物中不含以上四種物質(zhì)。 對(duì)模型化合物和光氧化煤基腐