ACS SCE | 纳米Fe₃O₄固定酵母强化原位产醇促进厌氧消化产甲烷

背景：厌氧消化中直接种间电子传递（DIET）是研究热点，但存在动能不足和热力学限制。醇类可促进NADH/NAD+转化以驱动DIET，但传统外置预处理和持续投加酵母成本高，且游离酵母易受环境抑制导致产醇效率低和催化周期短。研究目的：提出利用纳米Fe₃O₄（nFe₃O₄）固定化假丝酵母（CK）实现原位产醇，旨在提高产醇效率和催化周期，进而强化厌氧消化产甲烷性能。结论：nFe₃O₄通过物理化学作用固定酵母，促进生物膜形成和分泌代谢产物，增强细胞稳定性和代谢活性，并改善传质、缓解底物/产物抑制。CK-nFe₃O₄使产醇效率较游离酵母提高46.0±1.5%，催化周期延长至4个周期。在厌氧消化中，添加CK-nFe₃O₄的累积甲烷产量较空白组和仅添加CK组分别提高56.3%和34.6%，该策略为经济高效地建立DIET提供了可行方案。