降解溴氨酸的鞘氨醇单胞菌N1菌株的固定化研究

用聚乙烯醇(PVA)做载体，用包埋法固定降解溴氨酸(学名为1-氨基-4-溴蒽醌-2磺酸，简称ABA)的鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)N1菌株，并对固定化菌的制备条件及固定化菌降解溴氨酸的一般性质进行了研究．实验结果表明，细胞固定化以后的溴氨酸降解速度明显高于游离细胞，反应遵循一级反应动力学，反应的最适pH和温度范围明显变宽．固定化细胞的储存稳定性也高于游离细胞，4℃储存50d后，其对溴氨酸的降解率仍在99％以上，而游离细胞仅为7．4％．固定化细胞经过50次重复使用后，对溴氨酸仍具有很高的降解活性．     

聚乙烯醇固定化的微球菌AD3对除草剂阿特拉津的生物降解

从农药厂的工业废水和污泥的混合物中分离到高效降解除草剂阿特拉津的藤黄微球菌(Micrococcusluteus)AD3菌株。以聚乙烯醇(PVA)为包埋材料进行AD3菌株的固定化,对影响固定化细胞降解阿特拉津的因素(如阿特拉津浓度、温度、pH)和操作稳定性进行了研究。结果表明,在最适条件下(30℃、pH7.2、阿特拉津浓度500mg/L)固定化细胞的阿特拉津降解速度明显高于游离细胞。固定化细胞在低温、低pH和高阿特拉津浓度条件下的阿特拉津降解率,以及贮存和操作稳定性,也明显好于游离细胞。固定化细胞在15℃、pH7.2、阿特拉津浓度为500mg/L的条件下培养72h以后,阿特拉津降解率为90%,在相同条件下游离细胞的降解率仅为35%。固定化细胞在pH5.0、30℃、阿特拉津浓度为500mg/L的条件下培养72h以后,降解率为96%,在相同条件下游离细胞的降解率仅为40%。固定化细胞能够快速降解1000mg/L的阿特拉津,而游离细胞则不能。稳定性实验表明,固定化细胞重复使用30次以后其降解活力没有明显降低。     

酸功能化离子液体催化合成柠檬酸三丁酯

合成并表征了酸功能化离子液体,用于催化合成柠檬酸三丁酯(TBC).通过考察各种离子液体的催化活性及重复使用性能,选定酸功能化离子液体[HSO3-pmim]HSO4为催化合成TBC的催化剂.研究了催化剂用量、醇酸摩尔比、反应时间等因素对酯化反应的影响,得到其较佳工艺条件为:催化剂用量为反应物总质量的8·0%,醇酸摩尔比为5·5∶1,反应温度110~150℃,反应时间3h.此条件下,酯化率达到99·0%.分离出的离子液体未经任何处理重复使用8次后,酯化率仍为95·2%.     

钛合金表面铁氧化物膜层类Fenton催化剂制备及降解苯酚性能

采用微弧氧化法在硅酸盐电解液体系中于钛合金表面成功制备了铁氧化物膜层类Fenton催化剂。采用SEM、XRD以及XPS对所得膜层的表面形貌、晶体结构及物相组成进行表征,发现膜层中含有金红石相TiO_2(R-TiO_2),和非晶态的铁氧化物Fe_3O_4;对膜层的表面形貌分析发现电解液中加入铁氰化钾后表面粗糙度及平均孔尺寸增大。以苯酚作为目标降解物,研究了膜层类Fenton催化活性,同时研究了铁源含量、苯酚浓度、H_2O_2投料量以及pH值对膜层降解苯酚效率的影响,优化了降解条件,研究发现在pH 3.0、温度30℃、H_2O_26.0 mmol·L~(-1)、苯酚35 mg·L~(-1)及铁氰化钾含量10 g·L~(-1)的条件下降解90 min,苯酚降解效率可达90%。通过对不同温度下降解苯酚的反应动力学研究,利用阿伦尼乌斯方程得到了该膜层类Fenton降解苯酚的反应活化能Ea为96.9 kJ·mol~(-1)。最后,评价了膜层的稳定性并分析了稳定性衰减的原因。     

苯酚和氯苯酚的Pt／TiO2催化光解

在TiO_2和Pt/TiO_2催化作用下水溶液中苯酚、对氯苯酚、2,4-二氯苯酚和2,4,6-三氯苯酚均能发生光致降解(λ≥345nm)。在固定于反应器内壁的薄层Pt/TiO_2催化作用下,这些化合物的光致降解均呈现一级反应动力学;表观反应速率常数K_(ob)的相对大小为:苯酚<对氯苯酚<2,4-氯苯酚<2,4,6-三氯苯酚。少量H_2O_2(1.9×10~(-2)mol·L~(-1))能提高这些化合物的光解速率。光照1.0～5.0h后这些化合物的降解率大于97％,COD去除率大于95％。     

琼脂固定化过氧化氢酶的催化活性

采用琼脂包埋法对过氧化氢酶进行固定化,考察了固定化过氧化氢酶催化过氧化氢降解的活性,确定了最佳催化反应条件.结果表明,经琼脂包埋法固定化后,过氧化氢酶仍保留较高的催化活性,其催化过氧化氢分解反应的最佳条件为温度35℃、pH 9.0.与此同时,固定化过氧化氢酶具有更强的温度适应能力和更宽的pH作用范围,并具有一定的重复使用性能.     

ZnO纳米纤维的静电纺丝及其光催化性能的研究

以聚乙烯醇溶液为络合剂与醋酸锌反应制得前驱体溶液,采用静电纺丝法制备PVA/Zn(Ac)2复合纳米纤维,经过高温煅烧得到直径为100 nm的ZnO纳米纤维,采用差热-热重分析、红外光谱分析、X射线粉末衍射分析及扫描电镜等手段对其进行了表征.光催化降解酸性品红溶液的实验结果表明,太阳光照65 min使质量浓度为45 mg/L酸性品红水溶液的脱色率达93%;另外,重复使用ZnO纳米纤维4次之后,其光催化降解率仍能达到70%以上.这充分说明ZnO纳米纤维具有良好的光催化性能.     

锌-脯氨酸复合物催化的水相Knoevenagel缩合

报道了锌-脯氨酸复合物催化下的水相Knoevenagel缩合反应.17种芳香醛以及2种脂肪环酮与丙二腈在80℃下反应5～10 min,能够以84%～99%的收率得到相应的Knoevenagel缩合产物.催化剂回收重复使用10次,其催化活性不受影响.     

基于多级孔金属有机骨架构筑HRP固定化酶反应器及其染料降解应用

以不稳定的Cu-金属有机骨架(Cu-MOF)为模板剂, 利用自组装模板法制备多级孔Zr-MOF, 再通过物理吸附法在多级孔Zr-MOF的介孔孔道中负载辣根过氧化物酶(HRP)构筑了HRP@Zr-MOF固定化酶反应器. 通过改变孔径调节剂苯甲酸(HBC)的浓度调控孔径大小, 研究了孔径对固定化酶反应器催化活性的影响; 考察了固定化体系缓冲溶液pH值、 固定化时间及温度对固定效果的影响. 以HRP催化降解结晶紫染料为模型反应, 探讨了HRP@Zr-MOF的操作稳定性和重复使用性. 结果表明, pH=3.0、 固定化时间为60 min、 固定化温度为30 ℃是固定化HRP的最佳条件, 固载量最高可达61.6 mg/g. 与游离酶相比, HRP@Zr-MOF固定化酶反应器表现出更好的热稳定性、 酸碱稳定性、 H₂O₂稳定性和储存稳定性; 重复使用10次后, HRP@Zr-MOF的催化活性仍能保持62.3%. 将HRP@Zr-MOF应用于实际水样中结晶紫染料的催化降解, 在5 min内降解率高达90%以上, 表现出非常高效的催化效率.     

水相中由壳聚糖-铜催化合成苯酚的方法研究

壳聚糖负载的铜催化剂催化下,以苯硼酸为原料,在碱的水溶液中反应合成苯酚.此方法反应条件温和,操作简单,生成的苯酚产率高,反应以水为溶剂,对环境友好.催化剂容易回收,可以重复使用5次且催化剂的活性没有明显降低.     

ZnFe0.25Al1.75O4催化剂在苯酚催化湿式氧化中的活性和稳定性

利用溶胶-凝胶法制备了ZnFe0.25Al1.75O4尖晶石复合氧化物催化剂,并将其用于苯酚催化湿式氧化反应.结果表明,这种催化剂对苯酚降解有较好的催化活性和稳定性.连续反应5次后,苯酚转化率为100%,COD去除率为88.7%.反应过程中,铁离子的溶出量先增加后减小,最终的出水金属离子浓度很低.第5次反应后的出水铁离子浓度为2.15 mg/L,锌离子浓度为1.53 mg/L.     

基于中心辐射树枝状介孔二氧化硅构筑CPO固定化酶反应器及应用

首先制备粒径均匀的具有开放的三维中心辐射树枝状结构的介孔二氧化硅(DSP)粒子, 再通过静电相互作用在孔道内负载氯过氧化物酶(CPO)构筑了CPO@DSP固定化酶反应器. 通过改变硅源正硅酸乙酯(TEOS)和模板剂十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)的浓度调控孔径大小, 研究了孔径对固定化酶反应器催化活性的影响; 同时基于酶促反应动力学分析探讨了孔道内酶催化反应的限域效应, 并进一步在CPO@DSP表面包覆海藻酸钠(SA)水凝胶薄膜以抑制酶反应器在使用过程中酶分子的泄露, 所得SA-CPO@DSP固定化酶反应器的重复使用性显著提高, 循环使用10次后, 仍能保持90%以上的催化活性. 将SA-CPO@DSP酶反应器用于环境水体中残留抗生素左氧氟沙星的降解, 对100 μg/mL的底物在25 min内降解率可达88%以上; 将该反应器用于苯酚的视觉比色检测, 裸眼可检测到5 μmol/L的苯酚, 表明SA-CPO@DSP酶反应器在环境保护方面具有良好的应用前景.     

Fe_3O_4/凹凸棒/聚乙烯醇复合物的制备及对苯酚溶液的处理

采用共沉淀法成功制备了Fe3O4/凹凸棒/聚乙烯醇复合物,通过扫描电子显微镜、红外谱图、X-射线衍射图表征可以证明制备的产物是Fe3O4/凹凸棒/聚乙烯醇复合物,该物质具有处理苯酚溶液的作用,在处理苯酚溶液的过程中,最佳的处理温度是35℃,随着静置时间延长,H2O2用量增多,苯酚溶液的吸光度降低,当静置时间64h,H2O2用量16mL,处理苯酚溶液的效率达到88.3%。处理后的溶液,通过外加磁场,可实现Fe3O4/凹凸棒/PVA复合物的回收,减小该复合物的二次污染。     

十六烷基三甲基溴化铵/山梨醇酐硬脂酸酯微乳液凝胶固定化脂肪酶的催化活性及立体选择性

制备了能在水溶液中长时间稳定存在的十六烷基三甲基溴化铵/山梨醇酐硬脂酸酯（CTAB/Span-60）微乳液凝胶（MBG）,确定了Span-60在乳化剂EM（正丁醇与Span-60的混合物）中的质量分数范围;分别以正己酸与正己醇的酯化反应、α-单硬脂酸甘油酯的水解反应、消旋布洛芬与正辛醇的不对称酯化反应为指示反应,研究了CTAB/Span-60 MBG固定化脂肪酶的催化活性及立体选择性。 结果表明,Span-60在EM中的质量分数小于57%时可形成机械强度较好的CTAB/Span-60 MBG;其固定化脂肪酶在有机溶剂中的酯化活性随EM中Span-60含量的增加先是逐渐增大,35%时最大,后又逐渐小幅度降低,在所考察的Span-60含量范围内均比在CTAB MBG中高;在水溶液中固定化脂肪酶能顺利催化α-单硬脂酸甘油酯的水解反应,24 h后反应转化率不再随反应时间的延长而增加,其水解活性在重复使用9次后仅降低13.68%,表明CTAB/Span-60 MBG固定化脂肪酶能够顺利进行分离并重复使用;此体系的脂肪酶也选择性地催化生成S-构型布洛芬辛酯,产物对映体过量值（eee）随反应的进行缓缓下降,但降幅不大,即其立体选择性要比在CTAB MBG中高。 因此,CTAB/Span-60 MBG作为脂肪酶固定化载体既可用于有机溶剂中又可用于水溶液中的生物合成与生物转化反应,扩大了微乳液凝胶固定化脂肪酶的应用范围。     

可见光下F-TiO_2催化剂对2,4,6-三氯苯酚光催化活性研究

2,4,6-三氯苯酚对人体健康和生态环境产生较大的危害,是我国水环境优先监测污染物之一,论文采用溶胶-凝胶法制备了F-TiO_2光催化剂,利用XRD,UV-DRS,XPS,BET等对其理化性质进行了表征,考察了F-TiO_2在可见光下对2,4,6-三氯苯酚的催化降解,并结合其脱氯和矿化情况探讨了2,4,6-三氯苯酚的降解机理。结果表明,与纯的TiO_2相比,掺氟后的TiO_2增强了在可见光区的吸收,F与Ti的摩尔比为0.05时,催化剂晶粒尺寸为14.26 nm,TiO_2仅存在高活性的锐钛矿相;在可见光下2,4,6-三氯苯酚反应4h,其降解率可达93%;反应12h后,降解率为100%,完全被降解,达到了安全化处理的标准。分析2,4,6-三氯苯酚降解过程中的脱氯率、降解率和矿化率,推断其降解过程分为三个阶段:第一是羟化脱氯阶段,第二是氧化开环与脱氯并存阶段,最后是彻底氧化分解阶段。     

树脂吸附法制备固定化乳糖酶及其操作稳定性的研究

利用树脂吸附并结合包埋与交联的方法进行微生物胞外乳糖酶的固定化。固定化乳糖酶体现了良好的操作稳定性。以5%乳糖溶液为底物,分批反应11次后,乳糖水解率仍保持85%以上;在填充床反应器中进行连续水解乳糖实验,反应62天后,乳糖水解率保持在80%。     

电化学传感器在H_2O_2检测中的应用

将辣根过氧化酶(HRP)固定在壳聚糖(CTS)-羧基化多壁碳纳米管(C-MWNTs)复合物修饰的玻碳电极(GCE)表面,制得壳聚糖-羧基化多壁碳纳米管(HRP-CTS/C-MWNTs/GCE)电化学传感器。采用傅立叶变换红外光谱仪检测复合物包埋的HRP,发现其结构性质未发生改变;采用循环伏安法对该电极的电化学性能进行研究,结果表明:在1/15 mol·L~(-1)的PBS(pH 6.98)缓冲溶液中出现1对氧化还原峰,传感器对过氧化氢有良好的电催化还原作用。过氧化氢浓度在0.1~12 mmol·L~(-1)范围内与还原峰电流呈线性关系,相关系数(r)为0.998 6,并检测出市售医用双氧水的平均含量为2.93%。     

聚苯胺纳米管/壳聚糖修饰玻碳电极循环伏安法测定阿米卡星

将1.0g·L~(-1)聚苯胺纳米管-N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液和1.0g·L~(-1)壳聚糖乙酸溶液以1比50的比例混合,并超声处理1h后滴涂在玻碳电极表面,制得聚苯胺纳米管/壳聚糖修饰电极(记为PANT′s/CTS/GCE)。采用循环伏安法研究了阿米卡星在聚苯胺纳米管/壳聚糖修饰电极上的电化学行为。试验结果表明:在pH5.0磷酸盐缓冲溶液中,阿米卡星在聚苯胺纳米管/壳聚糖修饰电极于-0.2V处出现一个不可逆的还原峰,且还原峰电流与阿米卡星的质量浓度在10.0～80.0mg·L~(-1)范围内呈线性关系,检出限(3S/N)为8.0mg·L~(-1)。应用此法测定注射液中阿米卡星的含量,测定结果与分光光度法测定值相一致。     

耐温阳离子树脂催化二壬基酚与苯酚合成壬基酚

用耐高温阳离子树脂催化二壬基酚与苯酚烷基转移为壬基酚．研究表明，经过耐温处理的强酸性阳离子交换树脂有较好的催化性能，当以CH2O2型树脂作为催化剂。在140℃，苯酚与二壬基酚摩尔比8：l的务件下反应2．5h，二壬基酚的转化率可以达到90％以上，适当延长反应时间。二壬基酚的转化率可以进一步提高，催化剂重复使用8次催化活性没有明显降低．     

隔膜式电解槽生物膜阴极降解苯酚的过程及其条件的优化

以炼油废水中的主要污染物苯酚为目标污染物, 采用不同生物膜电极反应器对苯酚进行降解, 从而寻找出降解苯酚的最佳反应途径. 研究结果表明, 运用隔膜式电解槽生物膜阴极区域对苯酚废水进行处理, 其苯酚的去除效果虽然没有在生物膜阴极与阳极相混合的混合式反应器中处理效果好, 但在18 h内苯酚浓度降解到0, 并且其化学需氧量(COD)去除率最高, 在16 h内COD去除率达到80%. 对于隔膜式电解槽生物膜阴极区域的降解条件优化后发现, 电流设定为5 mA, 初始苯酚质量浓度低于200 mg/L, 温度为35 ℃时, 苯酚降解效果最佳.