响应面法优化黑曲霉产葡萄糖氧化酶条件

运用响应面法对黑曲霉(Aspergillus niger)产葡萄糖氧化酶以及发酵条件进行了优化。根据单因素实验结果,利用Plackett-Burman设计对影响其产酶相关因素进行评估并筛选出具有显著效应的3个因素：葡萄糖,玉米浆和碳酸钙。用最陡爬坡试验逼近以上3个因子的最大响应区域后,采用Box-Behnken设计以及响应面分析法,确定其优化后发酵条件为(g/L)：葡萄糖172.11、玉米浆11.05、碳酸钙52.29、牛肉蛋白胨3.5、（NH₄）H₂PO₄ 0.5、KCl 0.15、MgSO₄·7H₂O 0.125、FeSO₄·7H₂O 0.125,220r/min,30℃培养48h。优化后的葡萄糖氧化酶酶活达786.3U/g,比在种子培养基中酶活350.5U/g提高了2倍左右。     

黑曲霉孢子和菌丝吸附241Am的研究

作者研究了黑曲霉孢子和菌丝吸附^241Am的可行性及各种反应条件对吸附的影响。结果表明：用黑曲霉孢子和菌丝处理^241Am，在起始浓度C0为5．6－111MBq／L的范围内，吸附量W分别为7．2－142．4MBq/g和5．2－106．4MBq/g（均为干重），两者的平均吸附率均高达96％，说明用黑曲霉孢子和菌丝处理^241Am是可行的。吸附反应在1h左右达到平衡，反应温度15－45℃，最适吸附酸度分别为pH1-3和pH2－3，^241Am浓度与吸附量均呈指数关系，符合Freundlich经验公式。在高于^241Am2000多倍的金、银存在下，对黑曲霉孢子和菌丝吸附^241Am无明显影响。黑曲霉孢子和菌丝对^241Am的吸附作用基本一致。     

对协同优化及其响应面方法的研究

本文论述了复杂系统及多学科优化中的协同优化思想和数学模型,指出了协同优化中的一个突出问题,即学科不一致、实际运用中需要对其进行协调处理的局限性。论述了解决学科不一致问题的二次响应面近似方法思想及算法。通过一个实例,介绍了运用二次响应面近似法的方法,仿真了优化过程,验证了二次响应面方法在系统级优化上迭代次数较少,在学科优化上却相对要多的特征。     

响应面法优化花椒总多酚的吸附分离工艺

以花椒籽为原料,在单因素实验基础上,用响应面法优化花椒总多酚的大孔树脂吸附分离工艺,考察了pH值、吸附温度和吸附时间对总多酚提取率的影响,建立了数学模型,并对试验结果进行了显著性检验和方差分析.结果表明,在pH值6.0,70℃吸附90min后,总多酚提取率为3.867 2%,模型预测值为3.929 7%,组合实验结果比模型预测值小0.062 5%.     

酵母菌对铅离子的生物吸附研究

研究了啤酒酵母对Pb2 + 的吸附行为。酵母菌能有效结合Pb2 + ,pH =6时吸附量最大 ,吸附 6 0分达平衡。盐度及Ca2 + 、Mg2 + 离子对吸附影响不大 ,常温可进行吸附。其吸附模型符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程     

化学修饰与酵母菌对铅离子的吸附研究

研究了化学修饰－酯化前后啤酒酵母对Ｐｂ＾２＋的生物吸附作用。酵母菌能结合Ｐｂ＾２＋，酯化后其能力下降，用盐酸－－甲醇酯化，其吸附能力下降３５％，表明酵母菌对重金属离子吸附时，表面的羟基着较重要的作用。在强酸性条件下时，甲醇酯化和未经修饰的酵母菌对金属离子的吸附能力一样，盐度和Ｃａ＾２＋，Ｍｇ＾２＋对生物吸附影响不大。     

响应面法探究花生壳炭吸附水中镍离子的最优改性条件

为提高对水中镍离子的去除效率,获得高效且成本低廉的吸附材料,以废弃的花生壳为原料自制花生壳炭,并用高锰酸钾和氢氧化钾对其进行改性。利用Box-Behnken中心组合设计实验,采用响应面法得到花生壳炭吸附镍离子的最优改性条件。通过SEM、BET等分析方法对改性前后的花生壳炭进行表征,了解其形貌与结构的变化,并对吸附反应前后的改性花生壳炭进行FTIR分析,初步探讨其对Ni（Ⅱ）的吸附机理。结果表明,最优的改性条件为：热处理温度361℃,氢氧化钾与炭的质量比2.5,高锰酸钾的质量浓度0.76%。用该条件下改性的花生壳炭吸附水中的镍离子,得到的吸附量为85.02 mg/g,是改性前的15.6倍,吸附性能优越,具有良好的实用价值。FTIR结果表明-OH、-NH₂是参与吸附反应的主要官能团,与Ni（Ⅱ）发生共沉淀与络合反应。除此之外,阳离子-π作用也是改性花生壳炭对Ni（Ⅱ）的吸附机制之一。     

硅藻土对铅离子的静态吸附实验研究

研究了硅藻土在不同pH值、温度、吸附时间、铅离子初始浓度、硅藻土用量等条件下对吸附铅离子的影响,并以铅离子的去除率为实验指标,进行单因素实验、正交实验。结果表明:在吸附温度为25℃、pH=1.0、硅藻土溶液用量为3.0 g/25 mL、硅藻土溶液起始浓度为30 mg/L时,去除率最高。     

耐低温真菌的筛选及对水体铅离子的生物吸附

为了有效处理寒冷地区废水中的重金属,研究了耐低温真菌对水体中铅(Pb2+)的生物吸附规律.首先从寒冷地区土壤样品中分离筛选到低温优势菌株PWK6,然后采用此菌株作为生物吸附剂,对水体中的pb2+进行吸附实验,对其吸附能力、吸附速率、吸附性能及多级吸附效果进行研究.结果表明:PWK6菌株属于低温真菌,该菌株在4℃～25℃范围内对溶液中的pb2+有较强的吸附作用,15 min即达到吸附平衡.Pb2+浓度在5 ～ 200 mg/L范围内,该菌株的生物吸附符合Langmuir等温吸附模型.在实验条件下,对100 mg/L的Pb2+溶液进行5级吸附后达到国家污水综合排放标准.     

酵母菌对铅离子的吸附等温线研究

啤酒酵母菌作为吸附剂可以去除水溶液中的铅离子.分别在293,298,303 K时研究了铅离子质量浓度对吸附量的影响.质量浓度增加,吸附量增加,升温不利于吸附.用非线性回归分析对吸附等温线进行了拟合,在实验条件下Langmuir,Freundlich,Redlich-Peterson,Koble-Corrigan和Temkin模型均可用于分析等温线,其中Redlich-Peterson模型最好.293 K时酵母菌对铅的最大吸附量为6.07 mg/g.     

灭活大肠杆菌吸附铅离子的实验研究

研究了反应条件对灭活大肠杆菌吸附铅离子的影响，实验结果表明，在起始浓度ρ(Pb^2 )为10～100mg／L范围内，吸附量为1．832～21．248mg／g(干生物体)，反应在10分钟内达到吸附平衡，最佳反应温度和pH值分别为30℃和6，离子浓度与吸附量之间的关系符合Freundlich等温吸附方程，K值为2．3281，n值为1．7668。     

垃圾处理产物对水中铅离子吸附的研究

以城市垃圾处理产物为主要对象,研究了不同温度、不同试样、不同配比下的试样对水溶液中铅离子吸附作用;得到了相应条件下的铅离子残留量、吸附铅离子质量分数、单位试样吸附铅的质量.在相同实验条件下,生活垃圾处理产物吸附铅离子的作用和活性炭相似;升高温度可以提高垃圾处理产物对铅离子的吸附能力.     

响应面法优化黑曲霉产β-葡萄糖苷酶培养基的研究

为获得黑曲霉Aspergillus niger M85菌株较高的β-葡萄糖苷酶酶活,本文采用响应面法对该菌株产β-葡萄糖苷酶关键发酵过程参数进行优化。Plackett - Burman试验结果表明,麸皮和MgSO4?7H2O的浓度对产酶结果影响显著。采用最陡爬坡实验逼近最大响应区域,得到麸皮浓度为17 g/L,MgSO4?7H2O浓度为8 g/L,结合中心组合实验及响应面法分析建立了以β-葡萄糖苷酶酶活力为响应值的二次回归方程模型：Y=-19.1057+0.4526X2+ 3.8260X5-0.02775X2X5- 6.3569×10-3X22-0.2085X52 。对方程求极值点得到优化的发酵过程参数：麸皮浓度为18.345 g/L,MgSO4?7H2O浓度为7.963 g/L。在优化后的发酵条件下培养4天,菌株产β-葡萄糖苷酶活力可达0.2640 U/mL,比优化前提高了61.97%。预测模型可靠性高,可应用于β-葡萄糖苷酶发酵条件的优化。产酶进程结果表明：发酵5天后β-葡萄糖苷酶活力可达到最高值0.3334 U/mL,还原糖浓度仅为0.49g/L。     

铅离子吸附材料试验研究

研究了粉煤灰、粘土、膨润土等从溶液中去除有毒金属铅离子的吸附过程．动态试验显示，粉煤灰、膨润土对铅离子的吸附达到平衡状态的时间为24～72h，粘土为144h．吸附试验结果表明，粉煤灰、膨润土对铅离子的吸附能力远大于粘土、粉质粘土，且粉煤灰和膨润土相当，平衡吸附模型充分说明在高质量浓度下，铅离子在粘土、粉质粘土、粉煤灰、膨润土上的吸附最符合Langmuir等温线．试验结果还表明，随着吸附剂中铅离子质量浓度的增加，粉煤灰等吸附剂对铅离子吸附的百分率均呈减小的趋势。     

黑曲霉改性沼渣对水中Pb(Ⅱ)的生物吸附

经黑曲霉改性的沼渣首次作为生物吸附剂,处理含Pb~(2+)模拟废水,并取得较高吸附量。经黑曲霉改性后,沼渣比表面积由1.524 7 m~2·g~(-1)提高到7.054 2 m~2·g~(-1);且沼渣表面长有大量气生菌丝体与孢子,表明黑曲霉改性过程具有提高沼渣吸附潜力的作用。研究选取不同p H和投加量作为影响因素探求其对生物吸附量的影响。实验结果表明,最适合p H为4～自然p H,在投加量为0.1 g、温度为30℃、自然p H条件下,沼渣和改性沼渣对于Pb~(2+)的最大吸附量分别为2.86 mg·g~(-1)、6.32 mg·g~(-1);说明黑曲霉改性沼渣的吸附能力优于沼渣,主要是由于黑曲霉菌分泌的酶和产生的孢子与气生菌丝体提高了沼渣表面的吸附特性。改性沼渣的吸附动力学数据对二级动力学方程的拟合效果最好,说明改性沼渣的生物吸附更多涉及到化学吸附。因此,黑曲霉改性后的沼渣可能成为一种有前景的生物吸附剂。     

SA/CTS复合吸附微球制备工艺的响应面优化研究

以天然高分子海藻酸钠(SA)和壳聚糖(CTS)为基础,采用成球-复合-交联的方法制备SA/CTS复合吸附微球.采用响应面优化设计方法,针对微球的铅离子吸附量和在水中的溶胀度,应用Box-Behnken中心组合原理设计实验来探究最佳的微球制备工艺条件,确定主次影响因素,建立二次回归方程,通过模型优化获得复合吸附微球的最佳制备条件:SA质量分数2.68%、CTS质量分数0.94%、氯化钙质量分数1.43%.在此条件下,模型预测SA/CTS复合吸附微球对铅离子的吸附量为31.48 mg·g~(-1),在水中溶胀度为93.7%,与实测值基本一致,表明该模型方程可为SA/CTS复合吸附微球的制备提供指导.最后对制备的微球进行红外光谱和SEM表征.     

羧甲基马铃薯渣对水溶液中铅离子吸附性能的优化

为了更有效解决重金属铅离子对水资源污染的严重问题,对羧甲基马铃薯淀粉渣吸附铅离子的性能进行优化研究.以马铃薯淀粉渣为原料,通过醚化改性工艺,制备了羧甲基化马铃薯淀粉渣吸附剂.在单因素试验的基础上,采用Box-Benhnken的中心组合试验设计及响应面分析法,研究了吸附剂用量、吸附时间和pH值三因素对水溶液中铅离子吸附效...     

响应面法优化田基黄总黄酮的吸附工艺

以田基黄为原料,选择乙醇质量分数、吸附温度和吸附时间为影响因子,总黄酮吸附率为响应值优化了大孔树脂对田基黄总黄酮的吸附工艺条件,应用Box-Behnken设计建立数学模型,并进行响应面分析.结果表明,用12%乙醇为溶剂,28 ℃温度下吸附36 min,总黄酮的吸附率为87.14%.     

黑曲霉对Cu~(2+)生物吸附的研究

利用常规微生物资源黑曲霉(Aspergillus niger),对重金属铜进行生物吸附,研究了转速、pH值、吸附时间等影响因素对黑曲霉生物吸附Cu2+的影响.实验结果表明,当转速为100r/min时,黑曲霉对Cu2+的生物吸附量最大,为6.688mg/L;当pH为5时,黑曲霉对Cu2+的生物吸附量达到最大,为6.713mg/L;前30min ,黑曲霉对Cu2+的生物吸附非常迅速,吸附效率由0增加到18.95% ,30～60min,黑曲霉对Cu2+的生物吸附缓慢增加,60min后吸附达到稳定.     

纳米TiO2@酵母碳球对盐酸四环素的吸附-光催化协同效应及响应面优化

通过生物自组装法制备得到纳米TiO₂@酵母碳球复合光催化材料,采用扫描电子显微镜和X-射线衍射仪对样品进行表征。以盐酸四环素作为目标污染物,分析了TiO₂负载量对样品光催化性能的影响,同时对酵母碳球与纳米TiO₂之间的吸附-光催化协同效应进行了分析和评价。实验结果表明：纳米TiO₂在酵母碳球表面的负载显著地提升了纳米TiO₂@酵母碳球的光催化性能,当纳米TiO₂与酵母质量比为1：1时,所制备的TiO₂@酵母碳球对盐酸四环素的光催化效果最佳,具有较好的吸附-光催化协同效应。响应面优化实验表明：当反应温度为40.2℃,pH为5.89,催化剂、盐酸四环素的浓度比为0.76时,体系对盐酸四环素的光催化降解率达到90.86%。