表面活性剂辅助离子液体预处理稻秆的酶解动力学与结构变化分析

以稻秆为原料进行酶解研究,考察了纤维素酶和β-葡萄糖苷酶单独作用及协同作用对稻秆酶解还原糖产量的影响,以确定最佳酶体系,并研究在最佳酶体系中不同种类表面活性剂辅助离子液体对稻秆酶解的影响和动力学特征,最后通过稻秆成分分析、FTIR、XRD、SEM对预处理前后的稻秆结构、结晶性进行了分析比较.结果表明,纤维素酶与β-葡萄糖苷酶具有协同作用,而且在最佳酶体系中,与未处理稻秆及单独离子液体预处理相比,不同种类表面活性剂辅助离子液体预处理的稻秆在酶水解48 h时纤维转化率分别增加40%~85%、10%~31%,并且预处理对反应速率的提高有促进作用.     

表面活性剂强化超声波-离子液体预处理对水葫芦酶解的影响

为探讨表面活性剂对超声波-离子液体(US-IL)预处理木质纤维素的影响,本试验采用十二烷基硫酸钠(SDS)强化US-IL对水葫芦进行预处理,通过酶解、组成成分、表面形貌、结晶度以及化学结构的变化对预处理效果进行考察.结果显示,与未添加SDS相比,超声波-离子液体-十二烷基硫酸钠(US-IL-SDS)预处理能够有效降低纤维素的结晶度并去除木质素,酶解还原糖产量、纤维转化率及其脱木率分别提高72.23%、58.74%及21.01%.并且,SEM、XRD以及FTIR结果也表明SDS能够促进US-IL对水葫芦结构的破坏.因此,将SDS运用于辅助US-IL预处理木质纤维素具有一定可行性和良好的运用前景.     

超声波辅助离子液体-盐酸溶液预处理稻秆的研究

为研究超声波对离子液体-盐酸溶液预处理木质纤维素的影响,采用氯化-1-丁基-3-甲基咪唑和氯化-1-烯丙基-3-甲基咪唑的盐酸溶液在超声辅助下对稻秆于30~70℃进行预处理,探讨了温度、酸度和处理时间对酶解产糖量的影响,并在最佳条件下通过酶解糖化、成分分析、表面形貌、结晶度及化学结构的变化对有无超声辅助下预处理的效果进行考察.结果表明,温度、酸度及处理时间对酶解产糖量具有显著影响,在超声波辅助下,产糖量、纤维转化率及脱木质素率分别提高20.13%~28.96%、31.69%~35.23%和18.06%~19.33%.扫描电镜、X-射线衍射及傅里叶变换红外光谱分析表明,超声波辅助离子液体-盐酸溶液预处理能够促进对稻秆表面形貌和化学结构的破坏,并降低纤维素的结晶度.     

不同氧化剂辅助光催化反应对提高木质纤维素酶解效果的影响

木质纤维素以其可再生、丰富等优点成为可替代能源的理想选择,然而木质纤维素的致密结构使得后续的酶解过程极其困难,因此木质纤维素的预处理显得尤为重要.为了探讨氧化剂对光催化反应预处理木质纤维素的影响,在TiO₂/UV体系中添加不同种类的氧化剂对稻秆进行预处理,考察TiO₂/UV体系中影响光催化的因素〔ρ（TiO₂）、溶液pH及光催化时间〕,并进一步探讨在TiO₂/UV体系中添加O₃、SPC（过碳酸钠）、K₂S₂O₈及KIO₄等氧化剂对稻秆酶解效果的影响.结果表明:在TiO₂/UV体系中,当光催化时间为3 h、ρ（TiO₂）为10 g/L、pH为8时,稻秆的酶解效果最佳（310.17 mg/g）.TiO₂/UV/O₃光催化体系对稻秆的预处理效果强于TiO₂/UV/氧化剂体系,TiO₂/UV/O₃体系预处理稻秆酶解后产生的w（还原糖）最高,达到356.40 mg/g.TiO₂/UV/O₃体系预处理稻秆成分分析显示,木质素去除率为15.52%.FE-SEM（场发射扫描电镜）、FT-IR（红外光谱）及PXRD（X-射线粉末衍射）等表征分析结果表明,TiO₂/UV/O₃体系预处理能够对稻秆结构进行破坏.研究显示,TiO₂/UV/O₃光催化体系对稻秆进行预处理能够有效提高酶解效率.      

表面活性剂溶液中多氯联苯溶解的特性

 对表面活性剂溶液中多氯联苯的溶解特性进行了研究.发现非离子型表面活性剂对多氯联苯增溶效果优于阴离子型表面活性剂;在浓度大于临界胶束浓度(CMC)范畴,不但表面活性剂的增溶效果远较其浓度低于CMC时为佳,而且表面活性剂浓度与多氯联苯的溶解度成正比地线性相关,此结果说明,表面活性剂主要通过形成胶束来增加多氯联苯的溶解度.多氯联苯在非离子型表面活性剂胶束溶液中与在正己烷中的紫外-可见光谱相似,进一步说明胶束内的多氯联苯分子主要分布于类似正己烷的疏水胶核区域.在十二烷基醇聚氧乙烯(10)醚溶液中,所试多氯联苯的辛醇-水分配系数(K_ow)与其胶束-水分配系数(K_m)存在很好的线性相关关系.     

Tween 80和鼠李糖脂对稻草酶解的影响

采用纤维素酶促水解的方法,以稻草为底物,探讨了添加化学表面活性剂Tween 80和生物表面活性剂鼠李糖脂对酶解过程的糖产率、酶稳定性、纤维素转化率的作用以及对酶动力学特征和酶在纤维素上吸附的影响.结果表明,不同浓度的Tween 80和鼠李糖脂对稻草酶解有不同程度的促进,添加0.016%和0.048%Tween 80使糖产率分别提高18.07%和11.98%,而添加0.01%和0.03%鼠李糖脂使糖产率分别增加了23.01%和22.16%,相比较鼠李糖脂的效果更好.表面活性剂能有效增强酶的稳定性,添加高浓度表面活性剂的酶稳定性优于添加低浓度表面活性剂,添加浓度为0.048%的Tween 80得到最高相对CMCA(羧甲基纤维素酶活)108.06%和最高相对FPA(滤纸酶活)80.26%.表面活性剂能提高酶解反应的纤维素转化率,而且添加鼠李糖脂的转化率明显高于Tween 80.表面活性剂不仅能够提高最大反应速度并使米氏常数变大,而且显著地降低了纤维素酶在纤维素上的吸附.     

表面活性剂对红球菌降解柴油的影响

从泄漏柴油污染的加油站土壤中筛选出对柴油具有较强降解能力的1株红球菌,研究了阴离子和非离子表面活性剂对菌株的毒性,并探讨了单一的阴离子和非离子表面活性剂及阴离子-非离子混合表面活性剂对茵株降解柴油污染物的影响.主要结论:①高浓度的阴离子型表面活性剂SDS和非离子表面活性剂TW-80,TX-100,都会对红球菌生长造成一定的抑制和毒害作用,3种表面活性剂对菌株的毒性大小顺序为:TW-80＞TX-100＞SDS;②单一的表面活性剂SDS,TX-100和TW-80,都能有效提高红球菌对柴油的降解率,非离子表面活性剂TW-80强化红球菌降解柴油的能力最强,其次为TX-100,阴离子表面活性剂SDS能力最弱;③阴离子和非离子的混合表面活性剂SDS-TX-100,SDS-TW-80比单一表面活性剂更能有效提高菌株的降解率,按SDS质量浓度为50 mg/L,TX-100质量浓度为10 mg/L,TW-80质量浓度为10 mg/L比例形成的阴离子和非离子的混合表面活性剂SDS-TX-100和SDS-TW-80对红球菌降解柴油效果最佳,降解率分别达到52.4％和54.3％.     

不同电荷的聚丙烯酰胺对焦化废水的絮凝性能研究

以聚合氯化铝铁(PAFC)为混凝剂,以阴离子型、阳离子型和非离子型聚丙烯酰胺(PAM)分别为助凝剂,研究了三种PAM对焦化废水的絮凝性能.从对废水初始浊度变化的适应性、絮凝剂用量、处理效果和处理费用等几个方面比较了三种PAM絮凝性能的差异,并对絮凝机理进行了分析.对于焦化废水的絮凝处理,发现三种PAM中非离子PAM具有...     

氢氧化钠和碱性双氧水预处理对水稻秸秆酶解效果的影响

为提高水稻秸秆生物转化产糖效率,分别用氢氧化钠和碱性双氧水对其进行预处理,并考察处理液浓度、温度和时间对木质纤维素酶解糖化效果的影响. 通过分析预处理前后水稻秸秆组分和结构变化,揭示氢氧化钠预处理和碱性双氧水预处理对水稻秸秆酶解效果的影响机理. 结果表明:①在80 ℃的条件下,使用1.25%的氢氧化钠对水稻秸秆水浴处理3 h后效果较好,且酶解72 h后还原糖含量为480.81 mg/g. ②在50 ℃的条件下,使用碱性双氧水(1.5%的氢氧化钠+2%的双氧水)对水稻秸秆水浴处理5 h后效果较好,且酶解72 h后还原糖含量为575.85 mg/g. ③与未预处理的水稻糖化效果(132.7 mg/g)相比,经氢氧化钠预处理和碱性双氧水预处理后,水稻秸秆酶解产糖率分别提高了262.3%和336.2%. ④扫描电镜显示,经氢氧化钠和碱性双氧水预处理后,水稻秸秆的比表面积均显著增加,表面结构更加疏松. ⑤红外光谱和X射线衍射光谱表征显示,氢氧化钠预处理和碱性双氧水预处理均可消解水稻秸秆中的木质素并使其转化成纤维素,从而可以促进后续的酶解糖化效果. 研究显示,氢氧化钠预处理和碱性双氧水预处理都能较好地促进水稻秸秆的酶解糖化过程,得到较高的糖含量.      

表面活化剂的联合毒性研究

通过静态试验研究了阴离子型表面活性剂LAS和非离子型表面活性剂AE对彭泽鲫的联合毒性影响。结果表明,LAS对彭泽卿的24h,48h,96h的半致死浓度LC50分别为10 20,8 73,8 43mg/L,AE对彭泽鲫的24h,48h,96h的LC50分别为87 98,72 54,68 90mg/L。LAS和AE共存对彭泽鲫联合毒性的24h,48h和96h时的相加指数AI分别为0 025,0 475,1 34,皆大于零,表现为协同作用。     

表面活性剂的浓度、离子类型和分子结构与其毒性的关系

采用六种不同离子类型、分子结构的表面活性剂研究表面活性剂的浓度、离子类型和分子结构对其毒性的影响.结果表明: 表面活性剂的毒性随浓度的增加而升高;表面活性剂的离子类型对其毒性影响的大小顺序一般为:阳离子表面活性剂＞阴离子表面活性剂＞非离子表面活性剂,但同时又受表面活性剂分子结构的影响;对于具有类似分子结构的表面活性剂而言,直链长的表面活性剂要比短的毒性小.     

表面活性剂对分枝杆菌KR2生长的影响

研究了表面活性剂的浓度、离子类型和分子结构等对分枝杆菌KR2菌株生长的影响。结果表明，一些表面活性剂在低浓度时可以促进分枝杆菌KR2的生长，高浓度时则会抑制KR2菌株的生长。表面活性剂的离子类型对KR2菌株生长抑制作用的顺序为：阳离子活性剂TDTMA＞阴离子表面活性剂LAS＞非离子表面活性剂Tween80。表面活性剂的直链长度对KR2菌株生长的影响为：直链越短，对分枝杆菌KR2菌株生长的抑制作用越大。     

基于复配胶团的强化超滤处理含镉废水

 在胶团强化超滤法(MEUF)水处理中,为减少表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)用量,降低渗透液二次污染,采用非离子表面活性剂十二烷基聚氧乙烯(23)单醚(brij35)、辛基酚聚氧乙烯(9)醚(Tritonx-100)与SDS分别复配,考察了复配情况下表面活性剂胶团特性参数的变化规律,对2种复配胶团的强化超滤过程进行了比较.结果表明,MEUF处理含镉废水时,brij35、Tritonx-100均对体系具有良好的复配效应.从对Cd2+的截留率看,当复配摩尔比<0.5时,brij35的复配效应优于Tritonx-100;当复配比>0.5时,两者的复配效应接近.从降低渗透液中表面活性剂的残留量和保持较高的渗透通量、较小的膜污染阻力3方面考虑,采用Tritonx-100复配优于brij35.     

表面活性剂增溶洗脱土壤中多环芳烃的效果研究

表面活性剂增效洗脱修复技术被广泛应用于土壤修复. 本文选取11种非离子型和3种离子型表面活性剂对多环芳烃(PAHs,菲、芘、苯并[a]芘)污染土壤进行洗脱研究,筛选出洗脱效果较好的表面活性剂,并深入探索表面活性剂浓度、洗脱时间、固液比等因素以及表面活性剂的复配对土壤PAHs增效洗脱的影响,旨在比选出一种高效洗脱土壤PAHs的表面活性剂并对其洗脱方法进行优化. 结果表明:①表面活性剂浓度为10 g/L、固液比为1∶20条件下,聚氧乙烯醚-10(NSF10)的去除率最高,达到78%;其次为曲拉通X-100(TX-100)和吐温80(TW-80),去除率分别为76.7%和73.4%. ②随着表面活性剂添加浓度的增加,土壤PAHs的去除率增大,当表面活性剂浓度超过5 g/L时,PAHs去除率的增幅减缓,可见,5 g/L是相对有效且经济的表面活性剂添加浓度. ③当洗脱时间为16 h时,NSF10对PAHs的洗脱达到平衡,继续延长洗脱时间,洗脱效果并未增强. ④增加NSF10用量有利于洗脱,固液比1∶40是最优固液比,此时PAHs的去除率已达到固液比为1∶100时的85.2%. ⑤非离子表面活性剂NSF10、TX-100、TW-80与阴离子表面活性剂SDS分别以体积比9∶1进行复配时均取得了优于单一活性剂的洗脱效果,NSF10与SDS体积比为7∶3时,增溶洗脱效果最为明显,比单一表面活性剂提高了18.2%. 研究显示,NSF10是一种高效的PAHs洗脱剂,添加浓度为5 g/L、洗脱时间为16 h、固液比为1∶40是其最优参数选择,其与SDS以体积比7∶3进行复配可进一步提升增溶洗脱效果.      

混合表面活性剂对多环芳烃的增溶作用及机理

比较了研究了单一和混合表面活性剂对萘、苊、蒽、菲、芘的增溶作用及其机理。混合表面活性剂／单一表面活性对多环芳烃协同增溶／增溶作用的大小与水溶液中表面活性剂的结构、浓度、组成及有机溶质本身的性质有关。在临界胶束浓度（CMC）以上，单一表面活性剂对多环芳烃的增溶作用顺序为TritonX100＞Brij35＞TritonX305，与其亲水亲油平衡值（HLB）呈负相关；混合表面活性剂对多环芳烃能产生显著的增溶作用，其协同增溶作用顺序为SDS－TritonX305＞SDS－Brij35＞SDS－TritonX100，协同增溶作用的大小与其中的非离子表面活性剂的HLB值及多环芳烃的辛醇－水分配系数呈正相关。混合表面活性剂溶液的CMC值降低、溶质在胶束相／水相间分配系数Kmc的增大是产生协同增溶作用的主要原因。     

表面活性剂对土壤粘粒絮凝-分散的影响

以浙江红壤为例，研究了两种阴离子表面活性剂和一种非离子表面活性剂对土壤粘粒悬浮液稳定性的影响。结果表明，表面活性剂对土壤粘粒的分散作用影响较大，且非离子表面活性剂的影响大于阴离子表面活性剂的影响。表面活性剂对土壤粘粒的分散作用主要是土壤粘粒对表面活性剂的电性吸附和配位吸附所致。表面活性剂进入土壤环境，会导致土壤粒子的分散，流动性增加；其结果是：一方面加重水土流失，另一方面使水环境污染程度加深。     

Adsorption of mixed cationic-nonionic surfactant and its effect on bentonite structure

The adsorption of cationic-nonionic mixed surfactant onto bentonite and its effect on bentonite structure were investigated. The objective was to improve the understanding of surfactant behavior on clay mineral for its possible use in remediation technologies of soil and groundwater contaminated by toxic organic compounds. The cationic surfactant used was hexadecylpyridinium bromide (HDPB), and the nonionic surfactant was Triton X-100 (TX100). Adsorption of TX100 was enhanced significantly by the addition of HDPB, but this enhancement decreased with an increase in the fraction of the cationic surfactant. Part of HDPB was replaced by TX100 which decreased the adsorption of HDPB. However, the total adsorbed amount of the mixed surfactant was still increased substantially, indicating the synergistic effect between the cationic and nonionic surfactants. The surfactant-modified bentonite was characterized by Brunauer-Emmett-Teller specific surface area measurement, Fourier transform infrared spectroscopy, and thermogravimetric-derivative thermogravimetric/differential thermal analyses. Surfactant intercalation was found to decrease the bentonite specific surface area, pore volume, and surface roughness and irregularities, as calculated by nitrogen adsorption-desorption isotherms. The co-adsorption of the cationic and nonionic surfactants increased the ordering conformation of the adsorbed surfactants on bentonite, but decreased the thermal stability of the organobentonite system.     

稻草秸秆发酵液的抑藻效应及其机理

为有效利用农业废弃物稻草秸秆进行抑藻,本研究对不同稻草秸秆进行了特定方式的发酵,测定了发酵液对常见淡水藻类的化感效应,探讨了其中抑藻作用强的发酵液抑藻机理.结果表明：与普通稻草秸秆发酵液相比,水稻分蘖枝发酵液对铜绿微囊藻的抑制效果显著好于普通稻草秸秆发酵液（P<0.05）,作用72h水稻分蘖枝发酵液抑制率为93.21%,168h为97.96%,而稻草秸秆发酵液120h抑制率为68.20%,168h抑制率反而显著下降,只有27.65%;前者Eh₅₀为14.073h,后者为21.036h;水稻分蘖枝发酵液对蓝藻（铜绿微囊藻）和绿藻（蛋白核小球藻、斜生栅藻）3种淡水藻均有良好抑制作用,对铜绿微囊藻抑制作用最佳（P<0.05）.在水稻分蘖枝发酵液胁迫下,铜绿微囊藻叶绿素a以及藻蓝蛋白（PC）和别藻蓝蛋白（APC）含量下降,藻细胞叶绿素自发荧光值持续降低,藻细胞结构破坏.推测水稻分蘖枝发酵液的抑藻机制之一是将藻细胞光合系统作为其攻击的靶点从而抑制藻类生长,并最终破坏细胞结构,引起细胞凋亡.     

不同反胶束体系萃取纤维素酶的条件优化对比研究

采用3种不同的表面活性剂双(2-乙基己基)磺基琥珀酸钠AOT、十六烷基三甲基溴化铵CTAB及鼠李糖脂RL)溶于正己醇/异辛烷相构建不同的反胶束体系,并对比研究了不同反胶束体系萃取纤维素酶的优化条件.分别探讨了水相pH值、表面活性剂浓度、离子强度和离子种类对纤维素酶萃取效率的影响.实验结果如下:在实验条件下,AOT、CTAB和RL 3种反胶束体系水相最佳pH值分别为3.0、8.0和3.0;表面活性剂最佳浓度依次为:AOT 23.7mmol/L、CTAB 15mmol/L和RL 2.75mmol/L;水相中NaCl浓度会影响纤维素酶的萃取率,3种表面活性剂构建的反胶束体系萃取纤维素酶的萃取率均随着盐离子浓度的增大而降低;水相中离子种类也会影响纤维素酶的萃取率.比较不同反胶束体系在最佳条件下萃取纤维素酶的最佳萃取率:CTAB>AOT>RL.     

阳-非离子有机膨润土对水中硝基苯的吸附作用

 分别用阳离子表面活性剂CTMAB、非离子表面活性剂Triton X-100及其混合物改性膨润土制得一系列的单阳离子、单非离子、阳-非离子有机膨润土.比较了它们对水中硝基苯的吸附性能及机理.结果表明,有机膨润土吸附水中硝基苯的等温吸附曲线呈线性,主要为分配作用所致,分配作用的大小由有机膨润土有机碳含量决定,并与改性时表面活性剂的种类、组成及配比有关;阳-非离子混合表面活性剂改性的有机膨润土有机碳含量(foc)高于相应的单阳离子和单非离子有机膨润土有机碳含量的和,因此,阳-非离子有机膨润土对水中硝基苯的吸附能力显著增强.