收藏本站
《中国矿业大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

白腐真菌Hypocrea lixii AH对抚顺长焰煤及其模型化合物生物液化机理研究

石开仪  
【摘要】:我国的低阶煤资源十分丰富,占煤炭总资源量的45%以上。由于低阶煤热值低、水分高、易风化、易自燃等缺点,因此,如何高效洁净利用低阶煤引起了各国专家的关注。低阶煤的生物液化是一种新的转化技术,与常规的化学转化利用技术(液化、气化、炼焦、发电等)相比,具有反应条件温和、环境友好等优点。然而低阶煤生物液化技术还未能在工业上得到推广应用,其核心问题在于液化效率低、产物组成复杂和液化机理不明确等。 本文首先从自然界中筛选出一株具有较高煤炭液化能力的真菌,讨论了其生理特性与产酶特性,并分析了该菌株对抚顺西露天煤炭的液化影响条件与液化产物组成;然后,在分析抚顺煤基本理化性质与生物液化的基础上构建了煤炭大分子结构模型,并利用煤炭模型化合物作为生物液化底物,探讨了生物对煤炭的液化机理。 从土壤中筛选出一株具有液化抚顺煤的真菌,经18S rDNA测序并用Clustal X和Mega 4.0构建系统发育树,确定为半知菌亚门丛梗孢目Hypocrea属,命名为Hypocrea lixii AH。该菌具有产过氧化物酶、多酚氧化酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶的能力。 H. lixii AH对抚顺硝酸氧化煤(ρ1.3 g/cm~3)的液化率达44.86%。该菌在摇床中比在静置培养箱中对抚顺煤的液化效果好,发酵液液化效果比胞外液效果好,加煤诱导可以促进液化,液化率分别提高了23.25%、14.09%和4.67%。添加表面活性剂之后,抚顺煤表面吸附更多的胞外蛋白质,液化率可进一步改善。 液化产物极性很强,只有在甲醇中才能完全溶解;易溶于碱,不溶于酸。通过紫外-可见光光谱、红外光谱、1H核磁共振、~(13)C核磁共振和气相色谱-质谱等分析发现产物中富含苯胺、酰胺以及芳醚等,芳环数为1-3个,芳碳率为0.328。凝胶色谱法测得分子量(单位kg/mol)在3153和427附近,放置90天后,降至1299、367和115附近。而质谱法测得的分子量(单位Da)在3580、2930、1741、883和470附近,放置90天后降至1740、900、883、680、470和288附近。 通过对抚顺煤的红外光谱、~(13)C核磁共振谱图进行分峰拟合处理,并计算出抚顺煤的8项表征煤炭结构的参数。并结合元素分析结果、萃取液分析结果等构建出抚顺煤的大分子结构模型,抚顺氧化煤结构模型的分子式为C_(192)H_(161)N_9O_(39)。据此,选取百里酚作为酚基、侧链低价煤模型化合物,苯甲酸为含氧芳环低价煤模型化合物,喹啉为含氮低价煤模型化合物,并用真菌H. lixii AH对模型化合物进行降解。通过紫外-可见光光谱、红外光谱、气相色谱和气相色谱-质谱等手段分析降解产物,从而推测出百里酚、苯甲酸和喹啉在木质素过氧化物酶、漆酶和多酚氧化酶等催化下发生脱甲基反应、开环反应、羟基化反应、氧化反应等,生成对应的降解产物的历程。 此外,生物液化后,抚顺煤孔容由1.634 m~2/g增大到175.7 m~2/g,灰分也由7.06%增加到13.03%,可见煤炭中的小分子物质溶解出来。通过比较液化产物和抚顺煤的结构参数,发现芳碳率降低、侧链变长、终端甲基和与O相连的脂肪碳增加,证明抚顺煤发生开环、断键反应和氧化等反应。其中LiP和Lac共同催化开环、C-C和C-O断裂;酯酶催化酯键断裂;过氧化物酶参与氧化反应。 由此可见,H. lixii AH具有液化抚顺煤为液体的能力。通过对液化产物的分析和液化机理的探讨,为煤炭微生物产物液化提供理论和应用指导。
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ529

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林桂芸,谢生发,谢鸿,鸥俊;和厚朴酚抑菌作用的研究[J];成都大学学报(自然科学版);2003年02期
2 韩威,佟威,杨海波,赵秀琛,赵树昌,崔之栋, 赵岩,冯朴荪;煤的微生物溶(降)解及其产物研究[J];大连理工大学学报;1994年06期
3 袁品坦;;谷氨酸和谷氨酸钠测定方法的比较和剖析[J];发酵科技通讯;2000年04期
4 吴秀珍,黄伟;褐煤微生物降解指标分析[J];阜新矿业学院学报(自然科学版);1994年03期
5 姜文勇,张辉,刘波;硝化反应对风化煤腐植酸反应性官能团的影响[J];腐植酸;2000年03期
6 刘石磊;郑敏;张惠芬;周丹蕾;胡少元;李宝才;;硝基腐植酸生产原料和工艺的选择[J];腐植酸;2007年03期
7 王亮方;;美国能源发展战略的动向及其对我国的启示[J];系统工程;2006年08期
8 王立敏;;从动荡与结构变化中认知世界能源市场——《BP世界能源统计2009》解析[J];国际石油经济;2009年07期
9 王立敏;;全球能源市场在经济衰退与复苏中加速结构性调整——《BP世界能源统计2010》解析[J];国际石油经济;2010年06期
10 吴子毅;范青海;苏秀霞;;百里酚对刺足根螨的毒力实验[J];华东昆虫学报;2006年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杨金水;褐煤降解菌斜卧青霉P6木素过氧化物酶的分离纯化及特性研究[D];中国农业大学;2004年
2 徐敬尧;煤炭生物降解转化新菌种基因工程的构建研究[D];安徽理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 王三跃;褐煤结构的分子动力学模拟及量子化学研究[D];太原理工大学;2004年
2 张玉波;中低煤化作用阶级煤化作用机理的~(13)C-NMR研究[D];太原理工大学;2006年
3 王英;煤的微生物溶解及液化机理的研究[D];山东科技大学;2006年
4 孟宪明;煤孔隙结构和煤对气体吸附特性研究[D];山东科技大学;2007年
5 王永娟;神府煤生物转化高效菌株的优选研究[D];西安科技大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨其,曾邦禄;动态硫化聚丙烯/三元乙丙橡胶共混材料[J];工程塑料应用;1998年07期
2 冯威,罗欣,杨金才,张立群,金日光,杨洪毅,黎安;硫酸钙晶须/PP/EPDM复合材料的流变行为[J];工程塑料应用;1998年07期
3 郭奕崇,闫宝瑞,信春玲,李庆春;塑料土工格栅拉伸过程的试验研究[J];工程塑料应用;2004年08期
4 李小兰;王久芬;黄福生;;PBT-PHB热致性液晶共聚酯的合成研究[J];工程塑料应用;2005年11期
5 石建江;陈宪宏;肖鹏;;阻燃玻纤增强尼龙66的研制及其应用[J];工程塑料应用;2006年01期
6 曹亮;;轿车后保险杠裙围凹陷变形原因探析与解决方案[J];工程塑料应用;2009年11期
7 刘建平;王一帆;周青;赵利;杨斌;邵胜欢;;共混改性废旧聚氨酯的再生研究[J];工程塑料应用;2010年10期
8 张光富;陈瑞冰;;外来入侵植物喜旱莲子草的研究进展[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年06期
9 李旭东;荚荣;吕飒音;唐文忠;;不同缓冲体系下pH值对裂褶菌F17产锰过氧化物酶的影响[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年05期
10 吴旺宝;邓泽涛;邓国志;;一株产耐高温漆酶真菌的筛选[J];安徽大学学报(自然科学版);2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王惠娥;孙继林;颜事龙;张学才;;用白腐真菌-泥炭净化处理DDNP废水的研究[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(下)[C];2011年
2 俞禄;王雪洁;明倩;穆海洋;李艳君;;几种建模方法在光谱水质分析中的应用和比较[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
3 张珊珊;王钧;蔡浩鹏;;Kevlar纤维UV表面处理及其复合材料的界面研究[A];第十七届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2008年
4 陈合;张强;;酶菌共降解玉米秸秆的研究[A];2007年学术年会论文集[C];2007年
5 周睿;王继辉;冀运东;;树脂浇铸体的制备新方法[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
6 陈爱萍;张存岭;赵德勤;朱占英;;树立低碳经济理念 加速淮北城市转型[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第一卷)[C];2010年
7 辛凡文;张明;;煤炭加工利用过程的碳排放特点及减排途径[A];第十三届中国科协年会第7分会场-实现“2020年单位GDP二氧化碳排放强度下降40-45%”的途径研讨会论文集[C];2011年
8 李威;邹立壮;朱书全;钱芬芬;;腐植酸应用研究新进展[A];第五届全国绿色环保肥料新技术、新产品交流会论文集[C];2005年
9 张伟华;;腐植酸在盐碱土改良中的应用及前景[A];第八届全国绿色环保肥料(农药)新技术、新产品交流会论文集[C];2009年
10 张彩凤;王金玲;;腐植酸对Pb~(2+)、Ni~(2+)、Cr~(6+)的吸附性能研究[A];第八届全国绿色环保肥料(农药)新技术、新产品交流会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王雪峰;煤活性基团与Ca~(2+)形成配合物的结构与表征[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 赵扬锋;煤岩变形破裂电荷感应规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
3 徐东晖;自然和人为因子对黄、东海几种桡足类优势种生理活动的影响[D];中国海洋大学;2010年
4 秦统福;内循环三相流化床生物高效降解炼油污水技术研究[D];华东理工大学;2011年
5 赵卫东;低阶煤水热改性制浆的微观机理及燃烧特性研究[D];浙江大学;2009年
6 许慎启;煤气化反应动力学及渣中残碳反应活性研究[D];华东理工大学;2011年
7 展秀丽;石油焦成浆特性及不同添加物对石油焦气化反应活性的影响研究[D];华东理工大学;2011年
8 杨波;基于并网逆变器电能质量与变换效率的若干关键技术研究[D];浙江大学;2010年
9 陶树;沁南煤储层渗透率动态变化效应及气井产能响应[D];中国地质大学(北京);2011年
10 高尚;组合式白腐真菌反应器处理实际染料废水过程中生态结构和功能解析[D];华东师范大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑西强;利用焦化废水中水洗煤对煤的可浮性影响研究[D];安徽工程大学;2010年
2 孟磊;煤电性参数的实验研究[D];河南理工大学;2010年
3 许亚坤;构造煤的微观和超微观结构特征研究[D];河南理工大学;2010年
4 唐敏;高碳煤矸石与采残煤矿井下生物转化可燃气研究[D];河南理工大学;2010年
5 任子阳;阳泉无烟煤对CH_4、CO_2吸附特性研究[D];河南理工大学;2010年
6 郑艳敏;煤氧化的反应机理函数和热效应的研究[D];河南理工大学;2010年
7 朱孔远;生物质与煤共热解实验研究[D];河南理工大学;2010年
8 谷小虎;义马煤气化反应性研究[D];河南理工大学;2010年
9 付玉平;神木煤多环芳烃萃取分离及吸附性能的初步研究[D];山东科技大学;2010年
10 魏冬雪;磁性Fe_3O_4/SiO_2载体表面的氨基修饰和漆酶固定化研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁帅;周德明;冯友仁;;白腐真菌漆酶的研究进展及应用前景[J];安徽农业科学;2008年04期
2 季立才,胡培植;漆酶的结构、功能及其应用[J];氨基酸和生物资源;1996年01期
3 陈红歌;杜国营;胡元森;吴坤;贾新成;;黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)对3种酚酸物质的降解作用[J];安全与环境学报;2006年05期
4 张爽;姜蔚;徐桂芹;李芬;张雷;姜安玺;;固定化硝化菌在不同温度下对氨氮的去除效能研究[J];环境科学与管理;2008年05期
5 赵志根,蒋新生;谈煤的孔隙大小分类[J];标准化报道;2000年05期
6 林桂芸,谢生发,谢鸿,鸥俊;和厚朴酚抑菌作用的研究[J];成都大学学报(自然科学版);2003年02期
7 张悝,项寿鹤,刘上垣,王敬中,李赫日亘;直接法ZSM-5沸石分子筛骨架铝的迁脱规律[J];催化学报;1996年04期
8 叶国东,张建军;藠头刺足根螨的无公害防治技术[J];长江蔬菜;2004年08期
9 许燕滨,江霞;高效含氯有机化合物降解工程菌的构建研究[J];重庆环境科学;2001年02期
10 周申范,唐婉莹,黄俊;白腐真菌及其在有机废水处理中的研究与应用[J];重庆环境科学;1998年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 崔永君;煤对CH_4、N_2、CO_2及多组分气体吸附的研究[D];煤炭科学研究总院;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 樊晓萍;煤纳米孔结构及官能团对煤/PAN复合材料导电性能的影响[D];西安科技大学;2004年
2 张沫;高效微生物絮凝菌的筛选及其特性研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李翠珍,文湘华;白腐真菌F2的生长及产木质素降解酶特性的研究[J];环境科学学报;2005年02期
2 何德文,蒋柱武,肖羽堂;白腐真菌在生物难降解有机废水处理中的应用[J];工业安全与防尘;2000年03期
3 安世杰,黄民生,徐亚同;白腐真菌与染料废水的脱色降解[J];净水技术;2003年05期
4 ;用白腐真菌降解难降解环境污染物[J];技术与市场;2005年12期
5 ;白腐真菌净化废水[J];上海造纸;1981年04期
6 荚荣,赵凤,武胜,刘献文;白腐真菌生物接触氧化法处理染料废水[J];中国环境科学;2004年02期
7 陈静,胡俊栋,王学军,陶澍;白腐真菌对土壤中多环芳烃(PAHs)降解的研究[J];环境化学;2005年03期
8 何德文,黄俊,周申范;白腐真菌生化降解TNT废水的效果研究[J];环境卫生工程;1999年01期
9 何德文,蒋柱武;白腐真菌降解造纸废水的规律研究[J];辽宁城乡环境科技;1999年02期
10 程永前,黄民生,张国莹;白腐真菌对染料脱色及降解过程机理和影响因素[J];环境污染治理技术与设备;2000年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 范寰;王文杰;;白腐真菌液体发酵培养基的优化研究[A];第六次全国饲料营养学术研讨会论文集[C];2010年
2 李梦杰;王翠玲;李荣春;;白腐真菌在环境生物修复中的研究概况[A];第九届全国食用菌学术研讨会论文集[C];2010年
3 谢冰;马丽华;黄民生;樊丽;;用于印染废水脱色的白腐真菌总DNA的提取及特异性扩增研究[A];生态学与全面·协调·可持续发展——中国生态学会第七届全国会员代表大会论文摘要荟萃[C];2004年
4 李梦杰;王翠玲;李荣春;;白腐真菌在环境生物修复中的研究概况[A];第九届全国食用菌学术研讨会摘要集[C];2010年
5 马丽华;谢冰;黄民生;;白腐真菌的DNA提取和RAPD研究初探[A];微生物生态学研究进展——第五届微生物生态学术研讨会论文集[C];2003年
6 王亮;陈桂秋;张文娟;;白腐真菌胞外生物合成蛋白质-Pb微米颗粒的研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2010年
7 高大文;文湘华;周晓燕;曾永刚;钱易;;染料投加时间对非灭菌环境白腐真菌降解活性染料的影响[A];中国化学会第七届水处理化学大会暨学术研讨会会议论文集[C];2004年
8 王惠娥;孙继林;颜事龙;张学才;;用白腐真菌-泥炭净化处理DDNP废水的研究[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(下)[C];2011年
9 谢菊兰;周望平;;白腐真菌BF1菌株产木质素酶特性研究[A];2008年中国微生物学会学术年会论文摘要集[C];2008年
10 王银善;陈宝梁;;白腐真菌对水中多环芳烃的生物吸附与生物降解[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 胡庆东 记者 昝雅文;让抚顺成为香港人的投资热土创业宝地[N];抚顺日报;2009年
2 记者 白槐;抚顺旅游前景好[N];中国旅游报;2000年
3 记者刘思波;发挥“半边天”才智 助推抚顺发展[N];抚顺日报;2010年
4 记者昝雅文;抚顺剧院开工建设[N];抚顺日报;2010年
5 亢充光;为了抚顺的明天更美好[N];抚顺日报;2010年
6 记者 韩慧;抚顺“四宝”唱响世博[N];抚顺日报;2010年
7 于海涛 张乃春;抚顺石化合洗厂回用造粒料实现节能降耗[N];中国包装报;2010年
8 记者单小书;抚顺与德国盖森基兴市结好[N];抚顺日报;2010年
9 记者 杨艳;抚顺石化大项目建设快速推进[N];中国石油报;2010年
10 郭洪伟;抚顺个私协会开展援助就业活动[N];中国工商报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 石开仪;白腐真菌Hypocrea lixii AH对抚顺长焰煤及其模型化合物生物液化机理研究[D];中国矿业大学;2011年
2 胡霜;接种白腐真菌改善含铅农业固废微环境及其作用机理的研究[D];湖南大学;2011年
3 周成;白腐真菌反应器中细菌的抑制方法研究[D];清华大学;2009年
4 高尚;组合式白腐真菌反应器处理实际染料废水过程中生态结构和功能解析[D];华东师范大学;2011年
5 宁大亮;白腐真菌细胞色素P450转化难降解有机物的功能研究[D];清华大学;2009年
6 赵丽红;糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)降解棉浆黑液木质素的研究[D];大连理工大学;2008年
7 梁峙;四氯化碳的高效降解菌种筛选及其降解规律研究[D];中国矿业大学;2009年
8 董佳里;粗毛栓菌漆酶的生化和分子生物学研究[D];四川大学;2005年
9 刘振刚;辅酶NADH模型化合物—汉斯酯的若干新反应研究[D];兰州大学;2006年
10 石智慧;纤维素乙醇废水生物处理技术研究[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 瞿晶晶;白腐真菌对模拟土壤中含氮杂环类化合物的降解研究[D];武汉科技大学;2011年
2 温继伟;白腐真菌Pseudotrametes gibbosa共代谢降解芘的研究[D];东北林业大学;2011年
3 杜丽娜;高效降解多环芳烃白腐真菌菌种的筛选及降解特性[D];东北林业大学;2010年
4 陈诚;组合式白腐真菌工艺系统处理染料废水试验研究[D];华东师范大学;2010年
5 林凡聪;白腐真菌的固定化及其处理DDNP生产废水的研究[D];中北大学;2010年
6 张晓晴;白腐真菌处理染料废水的研究[D];武汉科技大学;2010年
7 李俊旺;白腐真菌降解褐煤的研究[D];安徽理工大学;2009年
8 陶芳;白腐真菌组合工艺系统处理实际染料废水过程中微生物群落结构动态变化分析研究[D];华东师范大学;2010年
9 李丽;白腐真菌处理硝基化合物的应用基础研究[D];安徽理工大学;2006年
10 卢永;白腐真菌的固定化及其处理焦化废水的实验研究[D];南京理工大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026