电化学氧化与生物法联合降解木质素

摘要：

为开发经济和环境安全的木质素降解技术,采用ECO-BD(electrochemical oxidation and biodegradation,电化学氧化与生物降解)工艺联合降解木质素,以Ti/Sn-SbO2电极为阳极,无水Na2SO4为电解质,在恒电流条件下,应用响应面法得到ECO-BD联合降解木质素的最佳电化学条件:电流密度为8.64 mA/cm2,电量为20.00 kC,c(Na2SO4)为0.15 mol/L.在该条件下,ECO-BD对1 g/L木质素溶液的CODCr去除率为59.31％,单位能耗为28.87 kW·h/kg.采用傅里叶变换红外光谱及气相色谱-质谱对ECO-BD联合降解木质素过程中的降解产物进行分析发现,ECO能有效地破坏木质素的酚羟基结构及发色基团,木质素多聚体的醚键先被断裂形成单体,随后芳环结构被氧化生成醌类化合物,再进一步开环和裂解生成小分子酸类或被矿化成CO2和H2O;电解后溶液生化可降解性由0.20 ～ 0.25升至0.31 ～0.37,缩短了后续生物降解时间.研究显示,ECO能先行打断抵御微生物攻击的木质素顽固键合结构,有利于后续BD消除残余碎片,实现木质素的ECO-BD高效低成本降解.

关键词：电化学氧化、生物降解、木质素、响应曲面法

所属期刊栏目：29

分类号：X703.5(一般性问题)

资助基金：陕西省自然科学基金项目2015JQ2052;2014年度陕西省留学人员科技活动择优资助项目;国家自然科学基金项目51409209

在线出版日期：2016-07-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：434-441