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低温等离子体作用下亮氨酸转化路径的密度泛函理论研究

2021-02-24李月慧李先春孟繁锐王焕然葛玉洁

燃料化学学报 2021年2期

李月慧 ,李先春 ,孟繁锐 ,王 晴 ,王焕然 ,葛玉洁

(辽宁科技大学 化学工程学院,辽宁 鞍山 114051)

随着城市化进程加快,城市污水污泥处理量日益增加。污泥中含有大量的重金属、微生物、寄生虫和悬浮物质等有毒有害物质[1],会对环境及人体健康造成较大危害[2,3],传统的污泥处理方法有卫生填埋、焚烧、土地利用、建材等,但这些处理方法并不能彻底处理污泥,甚至还会产生二次污染。等离子体是物质的第四态,自身具有很高的能量,低温等离子体技术因能耗低、效率高、无二次污染等优点[4],在处理固废方面有较大的潜力。Du 等[5]研究了玉米芯在低温等离子体中气化的应用,发现在不干燥的条件下,气体收率可达到原料的79.0%,以空气为载气时产气率和CO 选择性提高,湿度增加有利于提高产气率及H2含量。孙世翼[6]研究表明,利用低温等离子体技术处理后的污泥中的重金属形态发生改变,能有效提高多种重金属酸溶态比例,导致重金属的浸出能力大幅上升,使污泥毒性降低,更利于填埋。

污泥成分复杂,蛋白质是污泥中的一大组分[7-9],而氨基酸是蛋白质的基本组成部分,有研究者选取氨基酸作为污泥的模型化合物进行探究。其中,Azadi 等[10]、Wang 等[11]分别选取谷氨酸、甘氨酸作为污泥的模型化合物,证明了氨基酸作为污泥模型化合物的可行性。Wei 等[12]选取苯丙氨酸(Phe)、脯氨酸(Pro)、亮氨酸(Leu)、天冬氨酸(Asp)作为具有不同化学结构的污泥模型化合物分析污泥的催化裂解行为。Chen 等[7]和Subrahmanyam等[13]都对污水污泥进行了氨基酸含量的分析,结果均表明亮氨酸的含量较高,占总氨基酸含量的9%-12%。……

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