褐煤生物转化.pdf

《褐煤生物转化.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、r全国中文核心期刊矿业类核心期刊《CAJ—CD规范》执行优秀期刊_J锢晷洄徊厦蹰痢凰陈慧，陶秀祥，石开仪，李阳(中国矿业大学化工学院，江苏徐州221008)摘要：综述了褐煤生物转化的3种方式：解聚、溶解和利用，以及目前对转化方式的机理的研究结果和作用菌种。褐煤的解聚主要是酶的作用，如木质素过氧化物酶、漆酶等；褐煤的溶解已知有碱作用、螯合剂作用和水解酶作用等。作用的微生物主要是属于担子茵、子囊菌和半知菌的真菌，大部分俗称白腐真菌。虽已经取得不少研究成果，但该领域的研究仍处在初始阶段，离工业利用尚远。关键词：褐煤；生物转化；真菌；发展前景中图分类号：TQ53文

2、献标识码：A文章编号：1006-6772(2008)05-0039—04目前，煤炭化学液化仍处于示范工程建设阶段，主要集中在优势菌种的筛选和转化机理的研究上，在南非、澳大利亚、中国、印度等许多国家都有大型一大类归属于担子菌、子囊菌和未知菌纲的丝状真煤炭液化项目，中国以神华集团走在前列。同时，受菌逐渐为研究者所注意。金、铜等矿物微生物浸矿成功的启发，许多研究者也1煤的解聚试图将微生物应用于煤炭，在这方面的研究分为2个方向，一方向是利用微生物脱硫，主要利用氧化亚目前已知的煤炭生物转化的方式可分为2种：铁硫杆菌，另一方面笔者所要叙述的煤炭的转化，期溶解和解聚。煤

3、的解聚也称为煤的降解，是在生物望通过微生物的作用使煤降解或转化，避免化学液作用下煤大分子结构分解和分子量的降低的过程。化的高温、高压、高能耗、高成本与复杂工艺。这个解聚过程中，一般还伴随着煤腐殖酸的脱色。课题将为占煤炭储量1／3以上的褐煤的利用开拓一1．1褐煤生物解聚的机理个广阔的发展空间。可对褐煤解聚的菌种在分类学上一般都属于担早在1908年及其后的几年，一些研究者就注意子菌类(Basidiomycota)，通俗称白腐真菌(Whiterot到了微生物可以利用褐煤，并在未处理、潮湿的煤样fungi)。白腐真菌是一类腐生在木质上因对木质有本上发现白色和绿色的

4、菌丝体，进一步发现各种能相同的进攻能力并造成木质发生相同的结构及外观在褐煤上生长的丝状真菌。此后该方面的研究几乎变化——白腐的丝状真菌的总称。它是木腐真菌中停滞了半个多世纪，一直到1981年ReneFakoussa对木质素降解能力最强的成员，是已知的能在纯培发现一些细菌能利用硬煤的有机提取物作为唯一碳养中将木质素彻底降解为CO和H0的唯一的一源，溶解部分天然煤，生产有色溶液，并预见了使煤类生物，为嗜热性好氧微生物。改性的微生物具有生物技术应用前景。同时在美国白腐真菌可对褐煤产生解聚作用的理论根据在的Cohen和Gabriele发现木材腐蚀担子菌(白腐和于木

5、质素是煤的起源。尽管在煤化过程中，植物原褐腐真菌)能使风化的褐煤粒形成黑色小液滴，由料的物理化学性质和结构会发生特征性的变化，但此引发世界范围内关于寻找合适微生物进行煤炭生原有木质素的典型结构仍在煤中得到保存，很多研物转化的热潮⋯。随后的20多年间，此方面的研究究者就认为褐煤是甲基化和脱水化的木质素]。收稿日期：2008—05—19基金项目：国家自然基金(50374O68)；煤炭加工与高校利用教育部重点实验室开放基金项目(cPEuK6—12)；中国矿业大学科技基金(E200407)作者简介：陈慧(1982一)，女，湖南邵阳人，硕士研究生，从事煤炭生物转化研

6、究。褐煤生物转化及其研究展望39而对木质素降解活性最大的就是白腐真菌，这类真平的氮源也可以提高Lac的合成。菌具有特征的木质素分解酶体系，有锰过氧化物酶1．2对褐煤解聚的菌种(MnP)、木质素过氧化物酶(LiP)、酚氧化酶如漆酶白腐真菌是造纸业和环境保护方面的研究热(Lac)、H：0生成氧化酶和一些低分子量的物质等点，广泛应用于造纸业制浆、工业废水的脱色与降等。解、有机物污染和重金属污染土壤的治理。在造纸MnP是最为普遍的木质素修饰过氧化物酶业制浆过程中，白腐真菌等微生物分解纸浆中的木(Ligninmodifyingperoxidase)。这种糖基化的血红

7、质素，降低纸浆硬度，为化学纸浆过程节约能源和化素蛋白，有许多同工酶形式，分子质量为38000～学药品，减轻废水污染，这方面的应用已经得到工业62500，但是大部分纯化的MnP分子量在45000～化。47000。与LiP相比，它不能直接氧化非酚类化合白腐真菌木质素降解酶系和其他物质对褐煤的物，但可通过脂类过氧化作用降解难降解的芳香族解聚是一个协同作用的过程，但并不是同时都存在化合物，并能氧化其他过氧化物酶不易氧化的高氧于所有的白腐真菌中，如黄胞原毛平革菌(Phanero—化还原电位的底物。在H，O，和Mn“存在情况下，chaetechrysosporium)

8、就不产漆酶。另一方面，随煤MnP能够氧化亚草香基丙酮、2，6一二甲