新型磁性硅油KH602强化两相分配生物反应器界面微生物降解正己烷废气研究

本文开发了一种新型磁性硅油KH602，用于增强两相分配生物反应器（TPPB）对疏水性挥发性有机物（VOC）如n-己烷的降解效率。KH602通过提高油/水分配系数（提升40.16%）、促进微生物胞外聚合物（EPS）分泌（蛋白质增加25%）和富集降解菌属（如Mycobacterium和Gordonia），建立了“气-油-生物”传质路径，为疏水性VOC的高效生物处理提供了理论支持与技术方案。

　　

Highlights

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  KH602磁性硅油将n-己烷的油/水分配系数提升至106.1±35.5，较传统硅油提高40.16%。
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  在进气浓度为500 mg·m^?3时，生物反应器对n-己烷的去除能力（Elimination Capacity）提高33.3%。
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  KH602促进微生物胞外聚合物（EPS）分泌，蛋白质含量增加25%，并激活细胞代谢中间体（如酯类化合物利用率提升117.9%）。
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  微生物在油-水界面富集，形成“气-油-生物”传质路径，并富集具有n-己烷降解能力的菌属（如Mycobacterium和Gordonia）。

Chemicals

实验所用n-己烷、二甲基硅氧烷及其他试剂均为分析纯，主要材料见表S1。

Preparation methodology

通过化学沉淀法合成Fe₃O₄纳米颗粒，并在硅烷偶联剂包覆条件下制备磁性硅油。该磁性硅油可实现外加磁场诱导下的液相高效分离。

Characteristics and function enhancement on n-hexane absorption of KH602

传统硅油与KH602的油/气/水分配系数分别为75.7±14.1/3.9±2/1和106.1±35.5/3.9±2/1（图1b）。KH602通过硅烷偶联剂与n-己烷的相互作用增强其相间分配能力。

Conclusion

新型磁性硅油KH602的制备成本较以往降低20%，其通过提升n-己烷的油/水分配系数和促进界面生物膜形成，强化了生物反应器的降解性能，为疏水性VOC治理提供了新技术路径。