黑曲霉菌对废旧电缆聚乙烯降解效果及反应机理研究

作者：杨世芳; 杨晓磊; 谢军^*; 侯前朋; 刘云鹏

来源：电工技术学报, 2023, 1-13.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.231446

• 废旧电缆
• 微生物
• 聚乙烯
• 生物降解

近年来，随着电缆批量退役，有机固体废物大量堆积，严重威胁环境清洁和人类生命健康。微生物降解废旧电缆比传统的焚烧填埋更为清洁、经济，因此可以采用菌群降解手段实现废旧电缆环保处理。为了研究微生物降解废弃聚乙烯（PE）组分的过程，该文选取黑曲霉菌对聚乙烯粉末进行降解处理，利用傅里叶红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）进行官能团分析及样品表面碳、氧元素的含量分析，使用X射线衍射实验（XRD）进行样品的晶体结构分析，采用差示扫描量热-热重分析（DSC-TGA）联用热分析方法开展样品的变温热性能分析，同时基于扫描电子显微镜（SEM）进行10 000～50 000倍下样品的微观形貌观测。实验结果表明，黑曲霉菌降解低密度聚乙烯的过程中发生了氧化反应，产生了羟基、羰基等亲水基团，在菌群处理聚乙烯天数为14天时，氧元素含量从1.02%增加至12.26%，同时聚乙烯结晶度从53.4%下降到34.18%，起始热解温度降低200℃，最终热解温度降低10℃，熔融峰降低0.87 mW/mg，表面形貌出现明显的孔隙和沟壑。该文解析了黑曲霉菌降解低密度聚乙烯的化学机制为醇化、羰基化以及酶促氧化反应。

• 单位
  华北电力大学