来源：期刊VIP网 时间：
作者：赵发军;邓奇根;
单位：河南理工大学安全科学与工程学院;河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地;河南理工大学煤炭安全生产河南省协同创新中心;
摘要：目的 为了研究纳米Fe_3O_4在微生物降解煤产甲烷（CH_4）过程中的催化作用，方法 采用晋城矿区矿井水和中原油田土壤中的两种菌群（厌氧消化菌，义马矿区）的煤样，考查温度和纳米Fe_3O_4添加量对反应体系产CH_4摩尔浓度的影响，分析产CH_4过程中伴随气体CO_2和H_2的摩尔浓度变化及其对CH_4摩尔浓度的影响，评估厌氧消化产CH_4反应体系中铁的作用和最大负载量。结果 通过分析厌氧性产CH_4古菌和多环芳烃分解菌共营降解煤的生物化学过程，认为煤降解产CH_4厌氧反应由两个主要步骤组成：一是稠环芳烃活化的羧化反应，该反应使煤被多环芳烃分解菌降解为甲苯酚和2-萘甲酸等化合物；二是产甲烷古菌利用煤分解产生的有机酸、甲基和气体等，通过辅酶的生物化学反应生成CH_4，该过程CH_4产气量随温度升高而增大，起始反应需要大量CO_2气体。在产甲烷古菌和多环芳烃分解菌共营系统中添加纳米Fe_3O_4后，产CH_4量增加了39.6%～50.8%。纳米Fe_3O_4对生物化学过程的催化作用表现在促进中间产物（H_2和CO_2等）的生成，同时生物化学反应通过消耗H_2和含氧有机物并生成液态水以降低密闭实验系统的气体总压力，使催化反应持续正向进行。结论 纳米Fe_3O_4对微生物降解煤产CH_4的催化作用需要多菌种互营环境，催化过程中存在最佳负载量。
关键词：采空区遗煤;;纳米Fe_3O_4;;产甲烷古菌;;细菌共营;;煤层气;;催化
基金资助：国家自然科学基金资助项目（51404099）;; 河南省科技攻关计划项目（182102310828）
