[发明专利]一种CO的转化利用方法

说明书

本发明提供了一种CO的生物电化学转化方法，包括以下步骤，首先将驯化后的厌氧活性污泥、阴极电极与微生物培养基置于阴极区，并搅拌，将阳极电极和电子供体置于阳极区；所述阴极区和阳极区采用隔膜隔开；然后向阴极区通入含CO的气体，形成厌氧环境后，再向阴极电极施加电极电势，得到气体CH₄。本发明开拓了一氧化碳转化的新方法，采用微生物电解法，利用驯化后的厌氧活性污泥，有效的克服了一氧化碳的剧毒毒性，在不同电势的条件下还原一氧化碳，在常温和常压的状态下产生可利用的生物燃料甲烷。本发明提供的转化方法工艺简单，条件温和，设备要求低，适合于大范围推广应用。

技术领域

本发明属于一氧化碳资源化利用技术领域，涉及一种CO的转化利用方法，尤其涉及一种CO的资源化利用的生物电化学方法。

背景技术

一氧化碳(CO)是一种在工业中普通和常见的气体，纯品为无色、无臭、无刺激性的气体。在水中的溶解度低，极难溶于水。一氧化碳是煤、石油等含碳物质不完全燃烧的产物，在空气中不易与其他物质产生化学反应，故可在大气中停留2～3年之久。如局部污染严重，对人群健康有一定危害。

由于世界各国交通运输事业、工矿企业不断发展，煤和石油等燃料的消耗量持续增长，一氧化碳的排放量也随之增多。据1970年不完全统计，全世界一氧化碳总排放量达3.71亿吨。其中汽车废气的排出量占2.37亿吨，约占64％，成为城市大气日益严重的污染来源。采暖和茶炊炉灶的使用，不仅污染室内空气，也加重了城市的大气污染。一些自然灾害，如火山爆发、森林火灾、矿坑爆炸和地震等灾害事件，也会造成局部地区一氧化碳浓度的增高。吸烟也会造成一氧化碳污染危害。

而且一氧化碳除了具有能够燃烧的特点外，最被广为熟知的就是毒性，一氧化碳极易与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白丧失携氧的能力和作用，造成组织窒息，严重时死亡。一氧化碳对全身的组织细胞均有毒性作用，尤其是对大脑皮质的影响最为严重。

随着全球经济和工业的持续发展，一氧化碳无论是在副产品，还是在废气中的含量越来越大，特别是近些年，在冶金、化学、石墨电极制造以及家用煤气或煤炉、汽车尾气中的一氧化碳排放越来越大。虽然一氧化碳能够燃烧再利用，但是其毒性巨大，无论是在民用上还是在工业上使用都具有极大的安全隐患。因而，这些一氧化碳除大部分离炉气用于燃烧供热外，其它的大都没有被充分利用，有的烧掉，有的直接放空，不能直接用于民用，严重的污染了环境。

因而，如何充分利用一氧化碳，将其进行转化，变废为宝，减少其对环境的污染和对人群的危害，已逐渐成为领域内诸多研究人员广泛关注的焦点之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种CO的转化利用方法，特别是一种CO的资源化利用的生物电化学方法，本发明采用微生物电解法，微生物在特定电势的条件下，将一氧化碳转化为可利用的生物燃料甲烷。

本发明提供了一种CO的生物电化学转化方法，包括以下步骤：

1)将驯化后的厌氧活性污泥、阴极电极与微生物培养基置于阴极区，并搅拌，将阳极电极和电子供体置于阳极区；所述阴极区和阳极区采用隔膜隔开；

2)向阴极区通入含CO的气体，形成厌氧环境后，再向阴极电极施加电极电势后，得到气体CH₄。

优选的，所述阴极区中，所述驯化后的厌氧活性污泥与所述微生物培养基的质量体积比为(5～20)g：500mL；

所述驯化后的厌氧活性污泥中的优势菌种包括Thermoautotrophicum、Methanobrevibacter、Methanosaeta、Methanomassiliicoccus和Acetogenicbecteria中的一种或多种。

优选的，所述含CO的气体包括CO和稀释气体；

所述电极电势为-0.65～-1.0V。