文章标题
Metal–organic framework-derived porous metal oxide/graphene nanocomposites as effective adsorbents for mitigating ammonia nitrogen inhibition in high concentration anaerobic digestion of rural organic waste
文章亮点
（1）FeMn-MOF/G首次被应用于AD，以减轻氨氮抑制作用。
（2）FeMn-MOF/G可以显著提高甲烷产量。
（3）FeMn-MOF/G可以通过普通磁铁进行绿色回收。
（4）再生的FeMn-MOF/G的吸附能力仍然是初始值的88.62%。
摘要详文
（1）厌氧消化（AD）是一种高效的技术，可以有效地将有机废物转化为生物燃料，但过高的氨氮浓度会导致AD的失败。在这项研究中，首次将金属有机框架（MOF）衍生的多孔金属氧化物/石墨烯纳米复合材料（FeMn-MOF/G）应用于AD，研究氨氮抑制的缓解效果。
（2）为了研究FeMn-MOF/G对AD的影响，我们设置了5个总固体（TS）浓度，分别为8％、10％、12％、15％和20％。结果表明，不同浓度TS的AD中FeMn-MOF/G的平均氨氮吸附量为102.68 mg/g，且氨氮吸附效果随TS的增加而降低。
（3）在AD中加入FeMn-MOF/G后，实验组的氨氮浓度可降至2,086.00mg/L，VFAs浓度降至1,510.34mg/L。各实验组的甲烷产量明显增加，实验组MOF-8获得了最高的累计甲烷产量321.35mL/gVS，说明FeMn-MOF/G有效缓解了氨氮抑制作用，促进了AD的成功运行。
（4）我们对所制备的FeMn-MOF/G进行了表征。振动样品磁力计的结果显示，FeMn-MOF/G具有优良的超顺磁特性。磁性回收是FeMn-MOF/G材料的一种有前途的回收方法，这为FeMn-MOF/G在AD中的应用提供了广阔的前景。
图文摘要
图文标题
本研究的目的是阐明添加FeMn-MOF/G对ROW高浓度AD的影响，旨在获得一种缓解高浓度AD中氨氮抑制的新方法，增加甲烷产量。因此，我们制备了FeMn-MOF/G并对其进行了表征。在AD实验开始前，本研究大胆假设具有良好水稳定性的FeMn-MOF/G可以在潮湿的AD环境中有效地吸附氨氮，缓解高浓度AD中对氨氮的抑制。通过检测高浓度AD过程中氨氮含量和挥发性脂肪酸（VFAs）的变化，证明了FeMn-MOF/G的氨氮吸附潜力及其对AD中氨氮抑制的缓解作用。FeMn-MOF/G对AD的积极影响最终将以增加甲烷含量和累积甲烷产量的形式表现出来。该材料的可回收性也被研究。磁性强度表征表明，该材料具有超强的顺磁性，在外部磁场的作用下可以快速有效地从溶液中分离出来进行回收。这一特性可能使FeMn-MOF/G在实际应用中产生更可观的经济效益。
图1. FeMn-MOF/G纳米材料的SEM（a,b）和XRD（c）图像。
图2. 添加FeMn-MOF/G（a）和不添加FeMn-MOF/G（b）的累计甲烷产量，添加FeMn-MOF/G（c）和不添加FeMn-MOF/G（d）的日甲烷产量，添加FeMn-MOF/G（e）和不添加FeMn-MOF/G（f）的ROW AD期间甲烷含量。图中的数据是三组平行实验的平均值。
图3. 添加FeMn-MOF/G后实验组累计甲烷产量的修正Gompertz拟合曲线。图中的数据是三组平行实验的平均值。
图4. 在ROW的高浓度AD中，对照组（a）和实验组（b）的氨氮浓度随时间的变化趋势。图中的数据是三组平行实验的平均值。
图5. 对照组（a）和实验组（b）在高浓度ROW的AD中的挥发性脂肪酸的变化。图中的数据是三组平行实验的平均值。
图6. 不加FeMn-MOF/G的TS组和加了FeMn-MOF/G的MOF组在高浓度ROW的AD中辅酶F420活性的变化。图中的数据是三组平行实验的平均值。
文章结论
（1）添加FeMn-MOF/G可以有效缓解氨氮抑制作用，提高甲烷产量。结果表明，添加FeMn-MOF/G后，AD中的氨氮浓度下降到2,086.00 mg/L，最高累积甲烷产量达到321.35 mL/gVS。
（2）MOF-20实验组的累计甲烷产量达到209.14 mL/gVS，虽然低于最高组，但表明FeMn-MOF/G具有处理干式AD中抑制的氨氮的潜力。 在未来的研究中，半连续的操作模式可以用来模拟实际条件下FeMn-MOF/G对干式AD的长期影响。
（3）由于半连续的AD工艺需要定期排放部分消化液，这可能导致部分FeMn-MOF/G随消化液排出，因此在半连续模式运行的AD中需要定期补充FeMn-MOF/G，以保证AD系统的稳定性。在补充FeMn-MOF/G时，可以根据AD排放物中损失的FeMn-MOF/G的比例进行补充。
（4）此外，FeMn-MOF/G还需要在未来的研究中进行改性，以增强材料的磁性能。而磁性增强对FeMn-MOF/G的回收率的影响也需要进一步研究。
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.126032
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