Fe2+改性分子筛与立体磁场协同调控：提升木质纤维素厌氧消化产甲烷效率的新策略

本刊推荐一项创新性研究，该研究通过耦合Fe2+改性分子筛（FMMS）与立体磁场（SMF）策略，显著提升了玉米秸秆厌氧消化（AD）的产甲烷效率（提高41.6%）。该策略通过缓释Fe2+、降低种间电子传递阻抗、强化梭菌目（Clostridiales）与甲烷八叠球菌目（Methanosarcinales）的代际耦合及直接种间电子转移（DIET），构建了更高效稳定的甲烷转化网络，为农业废弃物资源化提供了可扩展的工艺路线。

　　

单因素参数范围筛选实验分析

图1(a)显示了分子筛添加浓度、立体磁场（SMF）强度以及FeSO₄溶液浓度这三个因素对厌氧消化（AD）中累积甲烷产量（CMP）的影响。

在分子筛浓度范围（3–15 g/L）内，随着浓度增加，甲烷产量先升高后降低。在9 g/L时观察到最高的甲烷产量，达到约168.10 ± 4.45 mL CH₄/g TS，显著高于其他组别。在15 g/L的浓度下，甲烷产量下降...

结论

本研究证明，Fe²⁺改性分子筛（FMMS）与立体磁场（SMF）之间的协同作用显著增强了厌氧消化（AD）的甲烷生产性能和工艺稳定性。该策略通过缓慢释放Fe²⁺并创造一个抗氧化微环境，降低种间电子转移阻抗，强化了梭菌目（Clostridiales）与甲烷八叠球菌目（Methanosarcinales）之间的代谢耦合和直接种间电子转移（DIET），促进了挥发性脂肪酸（VFA）的高效生成和转化，同时抑制了暗氢氧化和硝酸盐还原等竞争途径。