稻草经超声波辅助预处理后酶解过程的动力学研究

在功率为120 W、处理时间为30 min的条件下,分别对稻草进行超声波辅助酸碱预处理,与传统化学预处理(碱-预处理、酸-预处理)后稻草的主要化学组成相比较,结果表明超声波技术辅助酸碱预处理可以更为有效地去除半纤维素和木质素,从而提高了稻草基质中纤维素的相对含量,有利于缩短稻草水解时间。在一系列实验研究的基础上,建立了稻草酶水解动力学模型。结果表明,分别经碱、超声波-碱、酸、超声波-酸预处理的稻草在糖化过程中的模型参数(米氏常数KM,速率常数k和抑制常数KI)均不相同,KM分别为17.55、14.14、15.29和15.08 g/L;k分别为15.30、21.32、13.40和15.42 h-1;抑制常数KI变化不明显分别为2.31、2.08、1.81和1.85 g/L。模型及实验方法简便可靠,有较好的拟合性,对稻草酶水解过程工程放大及过程控制都具有一定的参考价值。     

包覆型纳米零价铁的制备及其去除水中的活性艳蓝

采用流变相法,以FeSO4.7H2O∶KBH4=1∶2(摩尔比)为固相介质,0.06 g/mL CMC(羧甲基纤维素)水溶液为液相介质,固液比1∶2,反应2 h制备出包覆型纳米零价铁;采用XRD、TEM等手段对合成的纳米零价铁进行表征。探讨不同反应条件对包覆型纳米铁去除活性艳蓝的影响。实验结果表明,初始活性艳蓝(浓度100 mg/L)pH为5,包覆型纳米铁的投加量为6 g/L,反应时间为30 min时,活性艳蓝的去除率可达96%。通过研究机理,其吸附过程符合二级吸附动力学,降解过程符合一级反应动力学。     

用于地表水反硝化的纤维素碳源选择研究

为了选取合适的天然有机物作为反硝化细菌碳源用于解决地表水中NO3--N污染问题,以江南大学校内湖水为接种物,选取8种天然纤维素碳源在缺氧状态不同的处理方式下对60 mg/L NO3--N的降解特性进行研究。结果表明,以碱处理作为预处理可明显提高反硝化速率,碳源脱氮率均在96%以上（树皮除外）。2种处理方式中均有NO2--N累积,部分碳源释放NH4＋-N并发生DNRA反应,树叶在2种处理中脱氮效果均较好。结合各碳源脱氮率、耗碳源量以及处理成本,选取基本处理的香樟叶作为最佳纤维素碳源。     

Rheology of Lyocell Solutions from Different Cellulose Sources

Rheological measurements were used to characterize the behavior of lyocell solutions, i.e., cellulose dissolved in N-methymorpholine-N-oxide. Cellulose sources included dissolving pulp, kraft pulp, sugar cane fibers, and kenaf fibers. The dominance of viscous behavior, G values, over elastic behavior, G values, is affected by cellulose concentration and molecular weight. At lower concentrations and degrees of polymerization (DP), dissolving pulp solutions show viscous, inelastic behavior at low frequencies. At higher concentration and DP, dissolving pulp solutions are more elastic at higher frequencies. Solutions prepared with kenaf and sugar cane fibers show similar properties to those using pure dissolving pulp, and comparisons suggest the molecular weight and/or the presence of other substances such as lignin in the cellulose from these alternative sources affect the rheology.     

球形纤维素吸附剂对Cr3+吸附和解吸的研究

用静态法和动态法研究了球形纤维素吸附剂对水中 Cr3+的吸附和解吸 ,包括静态等温吸附以及各种因素对吸附的影响等 ,并探讨了吸附机理。 Cr3+的吸附容量为 2 8mg/ g,采用浓度为 1.2 mol/ L 的 HCl溶液作解吸液回收 Cr3+的综合效果较好。静态法和动态法的吸附率均达 90 %左右 ,解吸率均达 85 %以上 ,且静态法的吸附率和解吸率分别略高于动态法的吸附率和解吸率 ,但动态法耗时短 ,更符合工业化要求。     

贵州草海沉积物纤维素氧同位素研究及其古环境意义

纤维素在湖泊沉积过程中不易发生分解,故其稳定同位素组成能真实地反映原始环境信息。本文在建立一套有效的四阶段(酸洗、碱洗、漂白及碱洗)湖泊沉积物纤维素提取基础上,成功测定了近500年草海沉积物纤维素氧同位素组成。草海纤维素氧同位素组成与董哥洞石笋恢复的降雨量的一致性变化表明纤维素氧同位素主要反映湖水氧同位素组成,进而指示了湖区降雨量变化。     

纤维素酶液体发酵工艺条件的响应面分析优化

借助于MINITAB软件,采用Plackett-Burman试验设计法及响应面法分析,对纤维素酶高产菌康氏木霉Trichoderma koningii P12进行了发酵工艺条件的优化研究。首先利用Plackett Burman试验设计筛选出影响产酶的三个主要因素,即装液量、稻草粉浓度和麦麸浓度。在此基础上用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,再利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法进行回归分析。结果表明,装液量和稻草粉浓度与纤维素酶活存在显著的相关性,通过求解回归方程得到优化发酵条件:当装液量56.5mL、稻草粉浓度37.4g/L和麦麸浓度11.3g/L时,纤维素酶产量达到63.32U/mL。经三批培养验证,预测值与验证试验平均值接近,在此优化条件下纤维素酶活提高了96.7%。     

聚硫醚纤维素对持久性污染物的吸附特性

棉纤维在碱存在下与环硫氯丙烷发生醚化反应,合成了一种新型环境功能材料--聚硫醚纤维素(PTCC),并研究了PTCC的理化性能及其对持久性污染物的吸附性能.结果显示,PTCC化学性质比其它含硫纤维素衍生物稳定,抗氧化和抗紫外照射能力均优于其它含硫纤维素.暴露于空气中1个月,其含硫量保持不变;室温下,中性水溶液中浸泡5d,其水解百分率小于2%.PTCC对重金属离子和阳离子有机物具有很强的吸附作用,其饱和吸附容量分别为:Hg2+364 mg·g-1、Ag+291 mg·g-1、氯化十六烷基吡啶219 mg·g-1、阳离子红X-GRL 321 mg·g-1、维多利亚艳蓝B0 373mg·g-1.常见的共存离子对于PTCC的吸附容量没有明显的影响.PTCC对污染物的吸附过程符合Langmuir等温吸附方程和二级吸附动力学方程,吸附符合单分子层吸附理论.吸附Hg2+、Ag+后的聚硫醚纤维素用氨水洗脱,再生后可以循环利用.PTCC是一种性能优良的新型环境功能材料,具有很好的应用前景.     

Combination e ect of pH and acetate on enzymatic cellulose hydrolysis

The productivity and e ciency of cellulase are significant in cellulose hydrolysis. With the accumulation of volatile fatty acids (VFAs), the pH value in anaerobic digestion system is reduced. Therefore, this study will find out how the pH and the amount of acetate influence the enzymatic hydrolysis of cellulose. The e ects of pH and acetate on cellulase produced from Bacillus coagulans were studied at various pH 5–8, and acetate concentrations (0–60 mmol/L). A batch kinetic model for enzymatic cellulose hydrolysis was constructed from experimental data and performed. The base hypothesis was as follows: the rates of enzymatic cellulose hydrolysis rely on pH and acetate concentration. The results showed that the suitable pH range for cellulase production and cellulose hydrolysis (represents e ciency of cellulase) was 2.6–7.5, and 5.3–8.3, respectively. Moreover, acetate in the culture medium had an e ect on cellulase production (KI = 49.50 mmol/L, n = 1.7) less than cellulose hydrolysis (KI = 37.85 mmol/L, n = 2.0). The results indicated that both the pH of suspension and acidogenic products influence the enzymatic hydrolysis of cellulose in an anaerobic environment. To enhance the cellulose hydrolysis rate, the accumulated acetate concentration should be lower than 25 mmol/L, and pH should be maintained at 7.     

堆肥嗜热纤维素分解菌的筛选鉴定及其强化堆肥研究

对采集于农业堆肥高温期的微生物样品进行30d的高温驯化,驯化完成后从中筛选得到15株嗜热纤维素分解菌,经形态学特征、生理生化反应及16S rDNA序列同源性比对鉴定为:Bacillus sp3株,Paenibacillus sp1株,Bacillus licheniformis3株,Bacillus subtilis4株,Brevibacillus borstelensis1株,Bacillus coagulans3株.将筛选得到的菌种添加至高纤维素含量的堆体进行效果验证,结果表明添加嗜热纤维素分解菌对堆肥pH变化无显著影响,但可提高堆肥高温期温度、延长高温期并显著地降低堆肥产品的C/N和有机质含量,显著降低纤维素和半纤维素含量,加快堆肥腐熟.堆体有机质降解动力学结果表明,堆体接菌和不接菌处理的有机质最大降解度分别为62.5481%和61.7101%,速率常数分别为0.1250d-1和0.1051d-1,接菌处理的堆肥比对照堆肥提前6d达到稳定.研究表明,添加筛选的嗜热纤维素分解菌能缩短堆肥周期.