甲烷生物催化氧化制甲醇:固定化细胞催化剂的制备及其催化性能的研究

研究了利用无机载体（活性炭、氧化铝、分子筛等）吸附法和天然藻胶（海藻酸钙等）包埋法制备的固定化甲烷氧化细菌的催化性能及其在生物反应器中的反应,结果表明,在进行甲烷制甲醇的反应中、活性炭吸附制备的固定化细胞的操作稳定性最好,但其初始酶活性与休止游离细胞相比损失了６０％￣８０％,海藻酸钙包埋的固定化细胞初始酶活性高（与游离细胞相比,可保持５５％￣９０％的酶活性）,但反应中甲醇累积速度很低,而双重介质（     

甲烷生物催化氧化制甲醇——几种化学物质对Methylosinus trichosporium 3011甲醇累积的影响

本文报导了在 Methylosinus trichosporium 3011细胞反应液中加入一些化学物质对甲醇累积的影响。结果表明,Na~+抑制甲烷单加氧酶的活性。当 M.trichosporium 3011细胞反应液中含高浓度磷酸根时,只有很少量甲醇累积下来。EDTA 和 Na_2EDTA 甲醇累积的促进作用小于甲酸钠或甲酸的作用。但由于 EDTA 不仅可以抑制甲醇脱氢酶的活性,而且可以螯合 Na~+,而甲酸则可使 NADH 辅酶再生。因此,反应液中含有2mM EDTA 和20mM 甲酸时甲醇累积量最高。     

甲烷单加氧酶化学模拟的初步研究

制备了两种新的甲烷单加氧酶模拟酶：（1）固载于分子筛上的单氧桥联双核铁配合物Fe2(O)(H2O)2-(phen)4(ClO4);（2）在表面修饰的介孔分子筛上原位合成的氧桥、羧基桥联双核铁配合物Fe2(O)（μ－CH3COO）2－(H2O)2-(phen)2Cl2。利用紫外漫反射、红外漫反射、拉曼光谱、N2吸脱附分析及元素分析等手段,对模拟酶进行结构分析。结果表明,Fe2(O)(H2O)2-(phen)4(ClO）4主要是以配合物中的桥氧与分子筛表面硅羧基成氢键固载;原位合成的Fe2(O)（μ－CH3COO）2(H2O)2-(phen)2Cl2中,一个羟基来自表面修饰的分子筛,催化反应结果表明在,温和条件下、以叔丁基过氧化氢为氧化剂,这两种模拟酶均催化环已烷氧化。     

甲基弯菌IMV 3011整细胞催化甲烷氧化合成甲醇的研究

研究了在甲基弯菌（Methylosimus trichosporium)IMV 3011整细胞催化甲烷制甲醇的反应过程中,菌体浓度、阻断剂乙二胺四乙酸（ethylenediamine tetraacetic acid,简称EDTA）浓度、外源性电子给体、混合气组分及压力与甲醇积累的关系。批式反应的实验结果表明,在菌体浓度为7.4mg/mL时,以2mmol/L EDTA作阻断剂效果最好;作为电子给体,甲酸钠（20mmol/L)的效果优于琥珀酸钠（40mmol/L),使用前者时的甲醇积累量是用后者时的2.8倍左右;当甲烷与空气的体积比为1：1.7时,转化率为6.0%,甲醇积累量最大;压力选用0.16MPa。连续反应中,于培养基中无铜离子培养的细胞与有铜离子的相比,持续时间长,甲醇积累高（最大产量达374μmol),前者是后者的2倍。     

甲烷单加氧酶的催化反应机理研究

本文就甲烷单加氧酶近年来在催化反应机理方面的最新研究成果进行了详细阐述。甲烷C—H 键的活化机理主要包括自由基回弹机理和协调的氧插入机理。运用自由基探针底物和量化计算等方法对烷烃羟基化反应机理的直接研究表明, 目前没有一个统一的机理来解释甲烷单加氧酶的反应过程。反应机理的类型可能取决于MMO 的来源或者其他因素。对甲烷单加氧酶的几种中间化合物的各种光谱学研究有力地推动了机理研究的发展。     

甲烷直接氧化制甲醇：Ⅱ.催化膜反应器（CMR）

采用溶胶－凝胶（Ｓｏｌ－Ｇｅｌ）法制备了微孔结构均匀的“ＳｉＯ２／陶瓷”膜和“Ｍｏ－Ｃｏ－Ｏ／ＳｉＯ２／陶瓷”催化功能膜，并用ＸＲＤ、ＳＥＭ和孔径测定等技术进行了表征。在常压，５００～７００℃的条件下，在催化膜反应器（ＣＭＲ）中考察了甲烷氧化制甲醇的反应。在相似的反应条件下（转化率为１．０％），用ＣＭＲ（甲醇选择性１?．２％）可获得较固定床反应器（甲醇选择性４．５％）高得多的甲醇选择性。     

二氧化碳存在下甲烷氧化细菌催化甲烷生物合成甲醇

 在甲烷单加氧酶和脱氢酶系的作用下,甲烷氧化细菌Methylosinus trichosporium IMV 3011可以把甲烷氧化成二氧化碳. 在反应体系中充入一定比例的二氧化碳后,检测到了甲醇的积累. 混合气中CO2,CH4,O2和N2的体积比为2∶1∶1∶1时甲醇的积累量达到最大. 在超滤膜反应器中进行了连续反应,利用反应混合气产生的压力将生成的甲醇从反应体系中分离. 连续反应198 h后甲醇的积累量没有明显下降.     

甲烷直接氧化制甲醇Ⅱ．催化膜反应器（CMR）

采用溶胶－凝胶（Ｓｏｌ－Ｇｅｌ）法制备了微孔结构均匀的“ＳｉＯ＿２／陶瓷”膜和“Ｍｏ－Ｃｏ－·Ｏ／ＳｉＯ＿２／陶瓷”催化功能膜，并用ＸＲＤ、ＳＥＭ和孔径测定等技术进行了表征。在常压、５００～７００℃的条件下，在催化膜反应器（ＣＭＲ）中考察了甲烷氧化制甲醇的反应。在相似的反应条件下（转化率为１．０％），用ＣＭＲ（甲醇选择性１１．２％）可获得较固定床反应器（甲醇选择性４．５％）高得多的甲醇选择性。     

甲烷光催化氧化制甲醇研究进展

随着经济的发展,人们对能源的需求量日益增加．目前,世界上石油资源储量有限,而天然气是非常丰富的石油化工燃料资源,储量很大．现已探明的世界天然气储量为142．1万亿立方米,其能量相当于9143亿桶原油,远景储量为250～350万亿立方米．天然气资源与液体石油资源相比,其储量     

甲烷单加氧酶的催化机理

研究了来源于Ｍｅｔｈｙｌｏｍｏｎａｓｓｐ．ＧＹＪ３菌的甲烷单加氧酶（ＭＭＯ）催化机理,结果表明,用还原剂处理基于酶可得么不同还原态的羟基化酶,其中全还原态的羟基化酶具有ＭＭＯ催化活性,还原酶和调节蛋白单独存在的均没有ＭＭＯ活性,确定了羟基化酶组分是ＭＭＯ的催化活性中心,用紫外光谱法证实了ＮＡＤＨ和还原酶之间的相互作用,即还原酶接受ＮＡＤＨ的电子,使氧化态的ＦＡＤ转化为还原态的ＦＡＤ,ＭＭＯ的电子传     

甲烷单加氧酶的催化性能

研究了来源于ｅｔｈｙｌｏｍｏｎａｓ ｓｐ．ＧＹＪ３菌的甲烷单加氧酶（ＭＭＯ）的催化性能,结果表明,当组成该酶的三个组分,羟基化酶、调节蛋白Ｂ和还的酶的摩尔比为１：１．７：２．０时,重组的ＭＭＯ体系酸疼的比活最高,为３４２ｎｍｏｌ／（ｍｇ．ｍｉｎ）,当反应体系的ＰＨ在６．５－７．５时,ＭＭＯ酶的活力最大,研究了纯ＭＭＯ催化甲烷羟基化反应作丙烯环氧化反应的特性,以及金属离子和电子本对ＭＭＯ催化反应的影     

外源生长因子对甲烷单加氧酶活性和稳定性的影响

研究结果表明,外源生长因子（维生素Ｂ１２、ｄ－生物素、５－磷酸－吡哆醛、叶酸、原黄素、核黄素）的加入可以使Ｍｅｔｈｙｌｏｓｉｎｕｓ ｔｒｃｈｏｓｐｏｒｉｕｍ３０１１菌的生长量增加,但添加生物素、吡哆醛和叶抑制甲烷单加氧酶和可溶性甲烷单加氧酶酶活性,而维生素Ｂ１２、核黄素和原黄素则明显促进甲烷单加氧酶和可溶性甲烷单加氧酶酶活性,可使甲烷单加氧酶和可溶性甲烷单加氧酶酶活性分别提高４０％左右和１５－４０     

甲烷氧化菌利用甲烷生产聚羟基脂肪酸的研究进展

化学合成塑料主要来自于不可再生的化石能源,化学合成塑料的大量使用既消耗了大量能源物质,也带来了严重的环境问题.而生物合成的高分子化合物聚羟基脂肪酸,具有与合成塑料相似的物理性质,生产原料具有可再生性,同时在环境能快速降解,结构多样可以满足不同用途等多种优点,成为合成塑料最佳的替代品.甲烷氧化菌能以甲烷为唯一碳源和能源物质生长,并在细胞内合成大分子聚羟基脂肪酸.利用甲烷氧化菌转化甲烷合成聚羟基脂肪酸不仅可以大幅降低生产成本,同时也减少了温室气体的排放.本文就甲烷氧化菌合成聚羟基脂肪酸的生物代谢途径,甲烷为原料生产聚羟基脂肪酸的方法及优缺点等方面进行了分析。     

甲烷氧化细菌催化二氧化碳生物合成甲醇的研究

甲烷氧化细菌中包含的甲烷单加氧酶(MMO)、甲醇脱氢酶(ADH)、甲醛脱氢酶(FaldDH)、甲酸脱氢酶(FateDH)经过一系列反应能够把甲烷深度氧化生成二氧化碳,并生成一定的能量物质．把二氧化碳还原为甲醇是一个需要能量的过程,目前还没有已知的有机体在温和条件下完成这一反应．研究发现,甲基弯菌Methylosi-nus trichosporium IMV 3011可以催化二氧化碳生物转化生成甲醇．在休眠的悬浮细胞中充人二氧化碳后,反应一段时间在反应液中检测到了甲醇．二氧化碳转化成甲醇是一个需要能量推动的反应,为了补充反应所消耗的能量．反应一段时间后需要用甲烷进行再生,以恢复细胞中的还原当量NADH．我们进行了反应再生的交替连续批式反应,甲醇积累量能够维持在一个比较稳定的水平．理论上,反应不会增加温室效应,这是一个有效的、环境友好的、可恢复的反应过程．     

Optimization of methanol biosynthesis byMethylosinus trichosporium OB3b: An approach to improve methanol accumulation

Methylosinus trichosporium OB3b is a methanotrophic bacterium containing methane mono-oxygenase, catalyzing hydroxylation of methane to methanol. When methane is oxidized, the product is subsequently oxidized by methanol dehydrogenase contained in the same bacterium. To prevent further oxidation of methanol, the cell suspension was treated by cyclopropanol, an irreversible inhibitor for methanol dehydrogenase, leading to extracellular methanol accumulation. However, the reaction was terminated at approx 3 h with a final methanol concentration below 2.96 mmol/g dry cell. The methanol production efficiency (the ratio of the produced methanol per methane consumption) was 2.90%. By selecting the culture conditions and the reaction conditions, the reaction continued for 100 h, resulting in a methanol concentration of 152 mmol/g dry cell. This level was 51 times higher than that of the conventional reaction, and the methanol production efficiency was 61%.     

含水的多孔TiO2光催化分子氧氧化甲烷的初步研究

用TiO2光催化矿化废水中微量有机物, 已有大量的研究报导, 但将其用于光催化其它化学反应的研究报导不多. 在光催化C1～C3低碳烷烃的选择氧化方面, Thampi等人[1]用TiO2在室温下光催化分子氧与甲烷反应, 只检测到Cox的生成;Wada等人[2]用TiO2在354～494 K时连续反应的条件下, 光催化分子氧氧化C1～C3烷烃, 产物为相应的醛、酮和Cox.     

光促甲烷直接转化为甲醇的研究进展

概述了甲烷直接转化为甲醇的光化学和光促表面反应的研究,分析了不同反应体系、不同光源（可见光、紫外光和激光）及不同固体表面材料对甲烷转化率和甲醇选择性的影响,并讨论了“光－表面”对甲烷活化的协同作用。