| 添加金属(氢)氧化物对木质素腐殖化作用的影响机理 |
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| 引用本文： | 王楠,王帅,徐俊平,王语,窦森. 添加金属(氢)氧化物对木质素腐殖化作用的影响机理[J]. 农业环境科学学报, 2019, 38(11): 2528-2535 |
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| 作者姓名： | 王楠 王帅 徐俊平 王语 窦森 |
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| 作者单位： | 吉林农业科技学院农学院, 吉林 吉林 132101,吉林农业科技学院农学院, 吉林 吉林 132101,吉林农业科技学院农学院, 吉林 吉林 132101,吉林农业科技学院农学院, 吉林 吉林 132101,吉林农业大学资源与环境学院, 长春 130118 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划项目（2018YFD0300207-1）；国家自然科学基金项目（41401251，41571231）；吉林农业科技学院种子基金项目（吉农院合字[2018]第7004号） |
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| 摘 要： | 为研究金属(氢)氧化物在木质素腐殖化作用中的催化作用,采用液体摇瓶培养法,在木质素培养液中添加针铁矿、三羟铝石和δ-MnO_2,接种混合菌株悬液后启动110 d的培养试验,动态收集沉淀物质并用H_2O_2去除氧化物表面的有机成分,应用SEM、FTIR和XRD技术对其结构特征进行分析。结果表明:针铁矿参与木质素腐殖化作用后,小颗粒比例增加且边缘棱角锐化,表面水合羟基与微生物及其转化的木质素间形成氢键,使表面水合羟基(-OH_2~+)及结晶水O-H的缔合程度增强。Fe-OH的质子化使Fe-O的振动频率增强,配体交换和氢键作用是针铁矿催化木质素腐殖化作用的主要机制;三羟铝石参与木质素腐殖化作用后,晶粒轮廓更加清晰,粒径减小且有聚集趋势,表面Al-OH以氢键形式与微生物及其转化的木质素结合,增加了水合基振动频率,部分OH基团还可被微生物及其转化木质素的羧基取代,弱化了AlO_4四面体和AlO_6八面体上的Al-O键,水桥键及螯合物的形成使Al-OH_2~+的振动频率增强;疏水作用是δ-MnO_2参与木质素转化的主要机制,反应后颗粒结合更加松散,微纳米球边缘锐化,表面结晶水脱除,Mn-OH的去质子化使O-Mn-O的振动频率增加。研究表明,上述3种金属(氢)氧化物均是通过表面羟基与金属含氧基团来催化木质素的腐殖化作用,而其本身并未发生物相改变。
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| 关 键 词： | 针铁矿 三羟铝石 δ-MnO2 木质素 腐殖化作用 |
| 收稿时间： | 2019-06-28 |
Mechanism behind the influence of metal(hydr)oxides on humification of lignin |
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| WANG Nan,WANG Shuai,XU Jun-ping,WANG Yu and DOU Sen. Mechanism behind the influence of metal(hydr)oxides on humification of lignin[J]. Journal of Agro-Environment Science( J. Agro-Environ. Sci.), 2019, 38(11): 2528-2535 |
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| Authors: | WANG Nan WANG Shuai XU Jun-ping WANG Yu DOU Sen |
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| Affiliation: | College of Agriculture, Jilin Agricultural Science and Technology University, Jilin 132101, China,College of Agriculture, Jilin Agricultural Science and Technology University, Jilin 132101, China,College of Agriculture, Jilin Agricultural Science and Technology University, Jilin 132101, China,College of Agriculture, Jilin Agricultural Science and Technology University, Jilin 132101, China and College of Resources and Environmental Sciences, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China |
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