近日，课题组在改性蓝藻生物炭强化厌氧消化产甲烷过程机理的最新研究成果“Deciphering the effects of engineered biochar on methane production and the mechanisms during anaerobic digestion: Surface functional groups and Electron exchange capacity”被期刊Energy Conversion and Management接收。

  本研究考察了两种表面氧化改性方法（过氧化氢氧化和硝酸氧化）对蓝藻生物炭强化厌氧消化产甲烷过程的影响，重点从生物炭材料表面官能团和得失电子能力等材料特性方面总结了改性生物炭影响厌氧消化过程的相关机理。研究发现过氧化氢改性生物炭能够显著地强化厌氧消化产甲烷过程，主要原因在于过氧化氢改性能够大幅提升蓝藻生物炭特定表面官能团的含量，如羟基类和酯酮类官能团含量分别增加了1.2倍和5.1倍。表面官能团种类及含量的变化显著提升了改性生物炭材料的得失电子能力，这有利于促进厌氧功能微生物种间互营关系建立并最终实现厌氧消化过程强化。与之相反的是硝酸改性蓝藻生物炭完全抑制了产甲烷过程，主要原因在于硝酸改性生物炭对厌氧消化过程pH稳定性产生了冲击，另外改性过程中有毒抑制性物质的生成及释放也可能是抑制厌氧微生物代谢活性的重要原因。研究成果为功能型生物炭材料的制备提供了理论基础，对未来拓展生物炭材料在厌氧消化领域的应用具有重要意义。

  本研究相关内容主要由姜谦同学在刘和教授，张学东、张衍和崔敏华等老师的指导下完成。本研究得到了国家自然科学基金和国家博士后科学基金的支持。