木素过氧化物酶的逆胶束纯化研究

采用一种新型的逆胶束体系对木素过氧化物酶(LiP)进行了纯化.在此逆胶束体系中,以鼠李糖脂(RL,一种阴离子生物表面活性剂)作为表面活性剂,异辛烷和正己醇分别作为非极性有机溶剂和助表面活性剂(体积比为1:1),分别考察了RL浓度、振荡时间及水相的离子强度和pH值等因素对LiP的前萃取和后萃取过程的影响.结果表明,在前萃过程中,水相的最佳pH值为3.0,RL和KCl的最适浓度分别为2.75mmol/L和0.04mol/L,振荡时间以30min为最佳(200r/min);在后萃过程中,水相的最佳pH值为6.0,KCl的最适浓度为0.5mol/L.在上述最佳条件下,LiP的酶活回收率(AR)和纯化倍数(PF)分别高达93%, 2.9倍.电泳分析结果进一步证实LiP的纯化效果较佳.     

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.     

生物表面活性剂逆胶束中漆酶催化性能的研究

对一种新型生物表面活性剂逆胶束中漆酶的催化性能进行了研究.以鼠李糖脂(RL,阴离子生物表面活性剂)为表面活性剂,异辛烷和正己醇为溶剂和助表面活性剂,构建逆胶束,分别考察了有机相组成、RL浓度、逆胶束体系含水率W0、缓冲溶液酸碱度及盐浓度等因素对该逆胶束体系中漆酶催化性能的影响.结果表明,当逆胶束有机相正己醇/异辛烷体积比为1:1.8,RL浓度为13mmol/L,体系含水率W0为42,缓冲溶液pH5.0,KCl浓度为10mmol/L时,该体系中漆酶具有较好的活性及稳定性.对比试验显示,与化学表面活性剂AOT逆胶束相比,RL逆胶束能使漆酶表现出较高的活性及稳定性,说明与传统化学表面活性剂相比生物表面活性剂在构建逆胶束酶体系上的具有一定的优越性.     

漆酶的逆胶束萃取条件优化的研究

研究了生物表面活性剂逆胶束体系萃取纯化漆酶的后萃的过程.在此逆胶束体系中,表面活性剂采用一种阴离子生物表面活性剂鼠李糖脂(rhamnolipid, RL),溶剂采用异辛烷.分别考察了4种不同离子种类(NaCl, NaBr, KCl和KBr)与不同浓度、4种不同助溶剂种类(正丁醇,正己醇,正庚醇及正辛醇)与不同比例、乙醇的含量以及温度对漆酶的后萃过程的影响.结果表明,0.25mol/L KCl或0.20mol/L KBr能够得到较好的萃取效果;在四种助溶剂中,正己醇(比例为0.5)和正庚醇(比例为0.5)效果比较好;乙醇加入量为9%效果最优;最适宜温度为35℃.在上述条件下,漆酶的酶活回收率和纯化倍数分别高达90%,4.7倍.电泳分析结果进一步证实了漆酶的纯化效果较好.研究证明鼠李糖脂逆胶束萃取酶类具有广阔的应用前景.     

生物表面活性剂用于逆胶束体系的构建及微水相条件优化

对生物表面活性剂应用于逆胶束体系构建及微水相的条件优化进行了研究.通过与化学表面活性剂(阳离子表面活性剂CTAB、阴离子表面活性剂AOT、非离子表面活性剂TWTween-80)的对比可知,生物表面活性剂鼠李糖脂RL具有高增溶性、低使用量、微环境所需条件温和等优点.通过荧光法测得RL在异辛烷中的临界胶束浓度CMC为0.0...     

逆胶束体系中纤维素酶解特性研究

通过采用几种不同属性类型的表面活性剂构建逆胶束体系,以羧甲基纤维素为底物,研究了纤维素酶解的特性.通过电导率的测量,确定由CTAB、SDS、Tween-80和鼠李糖脂构造的逆胶束体系的最大增溶水量W0(W0=[H2O]/[SA])分别为15.2、20.1、2.3和40.3.在此条件下,考察了不同表面活性剂浓度和不同纤维素酶用量对逆胶束体系酶解行为的影响,并与水溶液体系的酶解反应进行对比.结果表明,单位底物条件下,纤维素酶用量为0.15 FPU/g,CTAB、SDS、Tween-80和鼠李糖脂浓度均为1 cmc时,逆胶束体系酶解产量最高,其中鼠李糖脂体系产量可达198.03 mg,分别比CTAB、SDS和Tween-80体系高了10.89%、31.09%和45.30%.CTAB、SDS、Tween-80和鼠李糖脂浓度为1 cmc时,其逆胶束体系酶解产量比水溶液体系分别高了34.36%、21.24%、11.44%和34.62%.在最佳表面活性剂浓度条件下单位底物酶用量为5 FPU时,逆胶束体系酶解反应从经济和糖产量方面考虑均为最适合.生物表面活性剂鼠李糖脂体系的产量高于3种化学表面活性剂体系,说明生物表面活性剂在构建逆胶束体系及增强逆胶束稳定性能上具有特殊的潜力.     

复配逆胶束体系中漆酶催化性能研究

在由鼠李糖脂和Tween-80构建而成的复配逆胶束媒介研究了漆酶的催化性能.采用紫外法考察了Tween-80摩尔含量、逆胶束含水量、水相酸碱度、水相盐度以及助表面活性剂种类等反应条件对漆酶催化性能的影响.研究结果表明,反应的最佳条件:Tween-80的摩尔含量为30%,体系含水量为20,缓冲溶液pH为4.5,KCI浓度为70mmol/L,助表面活性剂正己醇.并且在最佳条件下,漆酶在复配逆胶束体系中的酶活比在单相鼠李糖脂逆胶束中高1.44倍,比在水溶液中高4.35倍,研究结果表明复配表面活性剂在构建胶束酶学上具有很大的潜力.     

柴油微乳体系对生物油增溶性能研究

利用鼠李糖脂(RL)为表面活性剂,不同碳链长度正构醇为助表面活性剂构建柴油逆胶束体系,进而研究了该体系对模拟生物油的增溶性能.以单位柴油逆胶束增溶生物油的量为评价指标,研究了生物油和柴油的体积比B/D、醇的种类、醇与表面活性剂的质量比C/R及表面活性剂的浓度对生物油增溶性能的影响,并对最佳增溶条件下获得的生物油/柴油微乳体系进行了性能分析,包括元素分析、傅里叶红外分析、热稳定性和燃料产品指标分析等.当生物油与柴油的体积比B/D为3:7,RL浓度为15g/L,助表面活性剂选用正庚醇且醇与表面活性剂的质量比C/R为2.0时,柴油微乳体系增溶生物油的量最大,性能较佳.     

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.     

反胶束体系中漆酶催化愈创木酚的研究

采用4种不同属性类型的表面活性剂(CTAB,Tween-80, AOT以及鼠李糖脂)构建反胶束体系,以木质素模式物愈创木酚为底物,研究了漆酶在反胶束环境中催化愈创木酚的特性,通过对不同反胶束环境中漆酶酶活的对比,确定在4种反胶束体系中,适合酶解反应的最佳表面活性剂浓度和对应的最佳含水率w0.分别为:CTAB浓度20mmol/L,w0=20;Tween 80浓度50mmol/L,w0=25;AOT浓度30mmol/L,w0=10;鼠李糖脂浓度10mmol/L,w0=30.并考察了表面活性剂类型属性对愈创木酚在反胶束体系中酶解行为的影响和底物动力学.结果表明,最佳表面活性剂浓度以及对应的最适含水率条件下,阴离子表面活性剂AOT和鼠李糖脂的反胶束体系中愈创木酚底物的催化效果较好,鼠李糖脂反胶束体系中底物的催化率最高,反应6h后分别比 CTAB、Tween-80以及AOT反胶束体系中的转化率高44.12%、34.6%、29.43%.     

络合萃取法处理模拟金刚烷胺制药废水

采用络合萃取法处理模拟金刚烷胺制药废水,比较了苯、CCl4和P204等11种萃取剂对水溶液中金刚烷胺的萃取效果,考察了溶液初始pH值、稀释剂的类型、萃取剂与稀释剂的配比和油/水比等因素对萃取效率的影响,并对萃取液进行了反萃取分离研究.结果表明,在水溶液中金刚烷胺浓度为1000 mg·L-1,溶液初始pH值为8.0~10.0,油/水比为1∶1的条件下,采用P204与正辛醇体积比3∶2的复配萃取剂进行萃取分离,金刚烷胺萃取率可以达到99.0%以上,当金刚烷胺浓度增加至10.0 g·L-1时,萃取率仍可以保持在97.0%以上;以2.0 mol·L-1的HCl溶液为反萃取剂,按照油/水比为1∶1可将51.1%的金刚烷胺从萃取剂中反萃分离.     

Efficient removal of naphthalene-2-ol from aqueous solutions by solvent extraction

Naphthalene-2-ol is a typical biologically recalcitrant pollutant in dye wastewater.Solvent extraction of naphthalene-2-ol from aqueous solutions using mixed solvents was investigated.Various extractants and diluents were evaluated,and the effects of volume ratio of extractant to diluent,initial p H,initial concentration of naphthalene-2-ol in aqueous solution,extraction time,temperature,volume ratio of organic phase to aqueous phase(O/A),stirring rate and extraction stages,on extraction efficiency were examined separately.Regeneration and reuse of the spent extractant were also investigated.Results showed that tributyl phosphate(TBP) achieved 98% extraction efficiency for naphthalene-2-ol in a single stage extraction,the highest among the 12 extractants evaluated.Extraction efficiency was optimized when cyclohexane and n-octane were used as diluents.The solvent combination of 20% TBP,20% n-octanol and 60% cyclohexane(V/V) obtained the maximum extraction efficiency for naphthalene-2-ol,99.3%,within 20 min using three cross-current extraction stages under the following extraction conditions:O/A ratio of 1:1,initial p H of 3,25°C and stirring rate of 150 r/min.Recovery of mixed solvents was achieved by using 15%(W/W) Na OH solution at an O:A ratio of 1:1 and a contact time of 15 min.The mixed solvents achieved an extraction capacity for naphthalene-2-ol stably higher than90% during five cycles after regeneration.     

阳离子强度对鼠李糖脂作用下三氯生在底泥-水相中分配的影响

探讨了阳离子强度(Na~+/Ca~(2+))对鼠李糖脂(RL)胶束形态的影响,并据此阐述了阳离子强度对RL作用下三氯生(TCS)在底泥-水相中分配的影响规律.结果表明,阳离子对TCS的表观溶解度和其在底泥-水中的分配无明显作用,但能通过与RL分子间产生的盐桥作用影响RL的胶束聚集程度及溶液的稳定性,使水相中的RL浓度发生变化,进而导致RL作用下TCS的表观溶解度及其在底泥-水相中分配的差异.随着阳离子强度的增加,RL胶束粒径在Na~+溶液中先减小后增大,而在Ca~(2+)溶液中持续减小;RL溶液的zeta电位在Na+/Ca~(2+)溶液中逐渐减小,其溶液的稳定度下降.相比Na~+,Ca~(2+)与RL分子间的盐桥作用更强.低浓度Na~+(50 mmol·L~(-1))可促进RL胶束的形成,提高其对TCS的增溶能力,促进TCS从底泥迁移至水相,提高了TCS在水相的分配比例(K*d值从64.16 L·kg~(-1)降低到40.81 L·kg~(-1)(30 mmol·L~(-1)Na~+));但高浓度Na~+(50 mmol·L~(-1))会因盐析作用降低TCS的表观溶解度,并抑制其在RL作用下向水相的迁移.而Ca~(2+)在很低浓度下(1 mmol·L~(-1))就能与RL分子产生强的盐桥作用而生成紧密的胶束聚集体,致使RL沉淀,大大降低RL对TCS的增溶作用,反而提高TCS在底泥相的分配比例(K*d值从64.16 L·kg~(-1)提高到4987.76 L·kg~(-1)(30 mmol·L~(-1)Ca~(2+))).     

表面活性剂Burkholderia xenovorans LB400体系对低氯代PCBs的好氧强化降解

增强多氯联苯(PCBs)的水溶性是强化PCBs微生物降解的主要控制因素之一,本研究选取了PCB5(2,3-CB)和PCB31(2,4’,5-CB)作为低氯代PCBs的典型代表,以曲拉通100(TX-100)、吐温80(Tween 80)、鼠李糖脂粗提物(RL crude)3种表面活性剂和β-环糊精(HPCD)联合Burkholderia xenovorans LB400构建PCBs好氧降解体系,测试了它们对PCB5和PCB31的溶出率及微生物生长的影响.结果表明,TX-100(CMC=194 mg·L-1)、Tween 80(CMC=13.1 mg·L-1)、RL crude(CMC=50mg·L-1)浓度在1~7 CMC时和HPCD浓度在500~1500 mg·L-1时对PCB5和PCB31溶出率分别达到54.7%~100%、59.8%~100%;10.5%~40.8%、6.8%~31.6%;10.3%~19.9%、3.3%~11.6%和19.5%~34.2%、4.2%~10.7%.TX-100浓度在1~7 CMC时对B.xenovorans LB400生长的抑制率达到30.3%~45.8%,而Tween 80浓度在0.1~1 CMC时对其生长的抑制率为10.0%~15.4%;RL crude本身能作为底物促进LB400的生长,而HPCD对其生长无明显影响.B.xenovorans LB400对PCB31(5 mg·L-1)的降解效率在添加表面活性剂后有不同程度的提高:TX-100,23.7%~65.5%;Tween80,14.6%~44.3%;RL crude,9.6%~27.2%;HPCD,15.3%~20.7%;而表面活性剂对PCB5(10 mg·L-1)的降解效率则无明显影响.表面活性剂主要通过增大溶液中PCBs-表面活性剂的胶束浓度来提高LB400对PCBs的降解效率,在水溶液培养体系中当设置TX-100和Tween 80浓度分别在1和7 CMC时,PCB31的降解效率达到100%和81.7%,而此时B.xenovorans LB400生长的抑制率为30.3%和5.4%.     

吸收液对中空纤维膜接触器回收尿液中氨氮的影响

采用中空纤维膜接触器（Hollow Fiber Membrane Contactor, HFMC）回收尿液中的氨氮,系统研究了吸收液类型（H₃PO₄、H₂SO₄和HNO₃）对氨回收效能、水蒸气的跨膜通量和所获液体肥料的影响.结果表明,使用H₂SO₄作为吸收液时氨氮回收效能最优,其次是H₃PO₄和HNO₃.当采用H₂SO₄为吸收液时,氨氮回收率、氨跨膜通量和传质系数分别为84.49%±0.01%、22.92 g·m^-2·h^-1和2.37×10^-6 m·s^-1.HNO₃的挥发性使其从吸收液侧反向跨膜至料液侧,导致氨跨膜传质驱动力变小;此外,NH₃和HNO₃会在膜孔中反应并生成NH₄NO₃气溶胶,增加氨在膜孔中的传质阻力,导致氨氮的回收效能降低.对采用不同吸收液时膜两侧的水的活度差和理论水通量进行了计算,结果表明,随着氨氮的不断跨膜吸收,膜两侧的活度差和水通量逐渐增大,实验结束时水通量分别为7.44×10^-2 kg·m^-2·h^-1（H₃PO₄）、9.06×10^-2 kg·m^-2·h^-1（H₂SO₄）和2.00×10^-2 kg·m^-2·h^-1（HNO₃）.肥料组分分析表明,以H₂SO₄和HNO₃为吸收液可以获得仅含N素的单一液体肥料,以H₃PO₄作吸收液可获得N-P复合肥,（NH₄）₂HPO₄和NH₄H₂PO₄所占的比例分别为88.33%和11.67%.     

Mechanism of combination membrane and electro-winning process on treatment and remediation of Cu^2＋ polluted water body

Mechanism of treatment and remediation of synthetic Cu2+ polluted water body by membrane and electro-winning combination process was investigated. The influences of electrolysis voltage, pH, and electrolysis time on the metal recovery efficiencies were studied. Relationship between trans-membrane pressure drop ( P), additions ratio, initial Cu2+ concentration on operating efficiency, stability of membrane and the possibility of water reuse were also investigated. The morphology of membrane and electrodes were observed using scanning electron microscopy (SEM), the composition of surface deposits was ascertained using combined energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and atomic absorption spectrophotometer. The results showed that using low pressure reverse osmosis (LPRO), Cu2+ concentration could increase from 20 to 100 mg/L or even higher in concentrated solutions and permeate water conductivity could be less than 20 μS/cm. The addition of sodium dodecy/sulfate sodium dodecyl sulfate improved Cu2+ removal efficiency, while EDTA had little side influence. In electro-reduction process, using plante electrode cell, Cu2+ concentration could be further reduced to 5 mg/L, and the average current efficiency ranged from 9% to 40%. Using 3D electrolysis treatment, Cu2+ concentration could be reduced to 0.5 mg/L with a current efficiency range 60%–70%.     

Effects of metal ions on the catalytic degradation of dicofol by cellulase

A new technique whereby cellulase immobilized on aminated silica was applied to catalyze the degradation of dicofol, an organochlorine pesticide. In order to evaluate the performance of free and immobilized cellulase, experiments were carried out to measure the degradation efficiency. The Michaelis constant, K_m, of the reaction catalyzed by immobilized cellulase was 9.16 mg/L, and the maximum reaction rate, V_max, was 0.40 mg/L/min, while that of free cellulase was K_m = 8.18 mg/L, and V_max = 0.79 mg/L/min, respectively. The kinetic constants of catalytic degradation were calculated to estimate substrate affinity. Considering that metal ions may affect enzyme activity, the effects of different metal ions on the catalytic degradation efficiency were explored. The results showed that the substrate affinity decreased after immobilization. Monovalent metal ions had no effect on the reaction, while divalent metal ions had either positive or inhibitory effects, including activation by Mn^2 +, reversible competition with Cd^2 +, and irreversible inhibition by Pb^2 +. Ca^2 + promoted the catalytic degradation of dicofol at low concentrations, but inhibited it at high concentrations. Compared with free cellulase, immobilized cellulase was affected less by metal ions. This work provided a basis for further studies on the co-occurrence of endocrine-disrupting chemicals and heavy metal ions in the environment.