表面活性剂改性磁性氧化石墨烯共价固定脂肪酶CRL

采用化学共沉淀法制备磁性氧化石墨烯（MGO）,直接在反应体系中加入Span系列表面活性剂,一锅法制备得到表面活性剂改性磁性氧化石墨烯（SMGO）。X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）表征结果表明SMGO制备成功,且具有良好的磁分离性能。以1,5-戊二醛（GA）为交联剂,褶皱假丝酵母脂肪酶（CRL）为模型酶,共价固定CRL于SMGO载体上。Span40 MGO固定化酶酶活回收率为116.5%±1.7%,为MGO固定化酶的6倍;比活可达32.5U/mg,为游离酶的1.6倍;k_cat/K_m也有较大的提升,高于游离酶50%。储存稳定性及热稳定性得到提高,用于水解反应6批次后仍然保留73.6%的相对酶活力。初步分析认为MGO经改性后表面从亲水性转为强疏水性,使得共价固定化过程中同时发生疏水性界面活化,这是酶活性提高的原因之一。文章所报道的改性策略可为类似载体改性提供新思路。     

MGO/SA制备及其对含Cr(Ⅵ)污水吸附处理研究

采用海藻酸钠(SA)溶液与磁性氧化石墨烯(MGO)共混制备复合微球(MGO/SA),研究其对水中Cr(Ⅵ)的吸附处理效果。实验表明,以海藻酸钠为包埋载体,通过添加适量致孔剂处理经磁化的氧化石墨烯,可获得一定尺寸的MGO/SA复合微球,最优制备工艺为:MGO投加量0.45 g,固化温度25℃,NaCl含量2.4 g。FTIR、SEM、VSM等表明,MGO/SA表面粗糙,呈无规则网状结构,内部含氧基团增多,吸附活性增强,且微球具有典型的S型磁滞回线,能快速从水溶液中分离。在MGO投加量为0.3 g、pH值为1条件下,处理10 mg/L的含Cr(Ⅵ)污水270 min, Cr(Ⅵ)的去除率为97.28%;复合微球对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学方程。     

磁性壳聚糖微球的制备及其固定化乳糖酶的研究

采用水热法制备得到磁性Fe_3O_4纳米粒子,以壳聚糖、制备的Fe_3O_4为原料,采用乳化交联法成功制备了磁性壳聚糖微球,并通过SEM、FTIR、VSM、XRD对其进行表征。进一步以制备的磁性壳聚糖微球为载体,采用吸附法制备磁性壳聚糖微球固定化乳糖酶。以酶活力为考察指标,研究了不同固定化条件对制备固定化酶的影响,以及固定化酶的酶学性质。结果表明,乳糖酶的最佳固定化条件为:固定化时间4 h,pH为7.0,乳糖酶酶液浓度为0.6 mg/mL,固定化酶相对于游离酶的pH稳定性和温度稳定性均有一定程度的提高,固定化酶重复使用5次后,酶活仍保留65%以上。     

新型磁性氧化石墨烯的制备及其对Cd~(2+)的吸附性能

通过对改良Hummers法制备的氧化石墨烯(GO)进行磁性负载得到一种磁性氧化石墨烯(MGO),并通过β-环糊精改性制备了一种功能化磁性氧化石墨烯(MGO/CD),研究了MGO/CD对水体中Cd~(2+)的吸附性能。通过形貌表征可以看出,GO被成功磁性负载,并接枝上了β-环糊精;磁强振动仪测试表明,MGO/CD的饱和磁化强度达到67. 55 emu/g,吸附材料的磁性能良好。吸附实验表明,在温度为303 K,吸附量随着pH的升高而增大,最高可达到193. 8 mg/g,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型与准二级动力学模型。外加磁场分离并重复利用5次,MGO/CD的吸附率依然稳定在93%以上,是一种对Cd~(2+)吸附性能优良的吸附剂。     

磁性氧化石墨烯材料的制备及其对重金属离子的吸附研究

采用一步共沉淀法,以FeCl_2·4H_2O、FeCl_3·6H_2O和氧化石墨烯为原料,在碱性条件下制备氧化石墨烯/四氧化三铁的磁性复合材料(MGO),考察pH、时间和吸附温度等对MGO吸附Cu⁽²⁺⁾的影响。结果表明,MGO对Cu(2+)的影响。结果表明,MGO对Cu⁽²⁺⁾的最佳吸附条件:20 mL浓度为200 mg/L、pH=5.5的Cu(2+)的最佳吸附条件:20 mL浓度为200 mg/L、pH=5.5的Cu⁽²⁺⁾溶液,加入MGO 20 mg,吸附温度30℃,吸附时间150min,最大吸附容量为61.4 mg/g,Cu(2+)溶液,加入MGO 20 mg,吸附温度30℃,吸附时间150min,最大吸附容量为61.4 mg/g,Cu⁽²⁺⁾的去除率为98.1%。MGO吸附Cu(2+)的去除率为98.1%。MGO吸附Cu⁽²⁺⁾符合准二级动力学模型。     

Burkholderic cepecia 1003产海因酶固定化条件

海因酶是利用海因酶法制备手性氨基酸的关键酶。采用Eupergit C、Eupergit C250 L及其氨基化后的载体作为固定化介质,对酶液pH值、蛋白浓度、固定化时间以及EDC用量等参数对海因酶固定化过程的影响进行研究,并在实验范围内,得到了上述参数的最优值。研究表明,环氧基载体的最适固定化条件为:酶液pH值为7.0,酶液蛋白质量浓度为0.4 mg/mL,固定化时间为20 h;氨基载体最适固定化条件为:酶液pH值为8.0,酶液蛋白质量浓度为0.4 mg/mL,固定化时间为10 h,EDC用量:Eupergit C(NH2)为70μL,Eupergit C250 L(NH2)为120μL。其中以Eupergit C250 L为固定化载体,海因酶的活性回收率可高达87%,且固定化酶的稳定性也较好,酶活半衰期长达2 500 h左右,具有较好的稳定性。     

静电纺PU纳米纤维膜及其固定化酶的研究

采用静电纺丝技术制备聚氨酯纳米纤维膜,用壳聚糖进行亲水改性后固定柚苷酶,测定不同浓度的壳聚糖对纤维膜亲水改性下的载酶量和酶活力以及固定化柚苷酶在不同酶解温度、时间和pH条件下的酶活力。结果表明,当聚氨酯纺丝液质量分数为12%,接收距离为22 cm,纺丝电压为22 kV,注射的速率为0.5 mL/h,接收器滚轮转速为300 r/h的条件下,能够得到纤维样貌良好的纳米纤维膜;通过亲水改性,聚氨酯膜由疏水性变为亲水性,膜上接枝了作为亲水基团的羟基;壳聚糖浓度为0.5%时,聚氨酯膜上有最大的载酶量,为83.2 mg/g;同时固定化柚苷酶具有最高的相对酶活性,且固定化酶相较于游离酶在一定的温度、反应时间和pH下表现出更高的酶活性。     

氧化石墨烯固定化α-淀粉酶

以石墨粉为原料,使用改进Hummer法制备氧化石墨烯,采用沉积法固定化α-淀粉酶,并对固定条件进行优化。分别采用NaOH-CH₂ClCOOH法和HNO₃-H₂SO₄法制备羧基化氧化石墨烯,并将其用于固定化α-淀粉酶。结果表明,沉积法固定化酶的最适宜温度为65 ℃,最适宜pH=7.0。连续催化反应9次后,固定化酶活力仍能保持初始固定化酶活力的47.81%。经比较发现,NaOH-CH₂ClCOOH法更有利于羧基化氧化石墨烯的制备,该方法制备的羧基化氧化石墨烯产率为HNO₃-H₂SO₄法的1.2倍。     

过氧化制备磁性氧化石墨烯及对铀的吸附研究

利用过氧化法制备出氧化石墨烯,在氮气的保护下合成磁性氧化石墨烯(MGO)。考察了溶液pH、铀的初始浓度、吸附时间和吸附温度对铀吸附影响。用电镜扫描和XRD对MGO进行了形貌结构表征,确定了Fe_3O_4成功的负载在氧化石墨烯上。结果表明,吸附等温线符合Langmuir模型,吸附动力学符合准二级动力学,热力学表明吸附为自发吸热过程。最大吸附为224.93 mg/g。     

微胶囊固定酶催化合成烷基糖苷的工艺优化

用微球截留固定化和酶催化有机合成技术对β-葡萄糖苷酶固定化及其催化合成烷基糖苷的工艺进行了研究.优化出酶同定化最优上艺为:壁材海藻酸钠4.0%、交联剂戊二醛0.2%、凝聚剂CaCl20.10 mol/L、酶用量140加mg.以固定酶为催化剂、葡萄糖和正丁醇为原料合成烷基糖苷,确定合成的最佳工艺为:正丁醇20 mL、糖醇比2.0:20(g/mL)、固定酶6 g、反应温度40℃,反应时间3 h.得到的固定酶活力比游离酶高,稳定性好,重复使用3次后仍有较好活性.     

Sorption of thorium using magnetic graphene oxide polypyrrole composite synthesized from natural source

Polypyrrole magnetic graphene oxide (PPy/MGO) composites has been synthesized from natural source (water hyacinth roots) using polymerization technique for Th(IV) ions pre-concentration from aqueous solutions. The effects of controlling factor have been studied using batch technique. The obtained results show that the maximum Th(IV) adsorption capacity by PPy/MGO composite is 277.8 mg/g at pH 4, which is higher than traditional adsorbents. PPy/MGO composite also presents excellent regeneration/reuse property. Due to the high adsorption capacity of Th(IV), PPy/MGO composite can be used in nuclear fuel achievement and for Th(IV) environmental pollution cleanup.     

PSSMA修饰磁性氧化石墨烯对Pb2+、Cu2+ 的吸附性能

以氧化石墨烯(GO)、FeCl_3·6H_2O及聚(4-苯乙烯磺酸-共聚-马来酸)钠盐(PSSMA)为主要原料,通过简便一步溶剂热法制备了阴离子聚电解质修饰磁性氧化石墨烯(MGO@PSSMA),并将其用于水溶液中重金属Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附去除。采用FTIR、SEM、TEM、VSM和DLS对制备的MGO@PSSMA进行了表征。考察了溶液pH、吸附时间、溶液初始质量浓度对Pb~(2+)、Cu~(2+)在MGO@PSSMA及未经PSSMA修饰磁性氧化石墨烯(MGO)上吸附的影响。探讨了吸附等温过程、吸附动力学及吸附作用机理。结果表明:MGO表面引入PSSMA可有效增加其对Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附量。在pH=5,溶液初始质量浓度为300 mg/L时,MGO@PSSMA对Pb~(2+)和Cu~(2+)的实际吸附量达141.1和104.8 mg/g。当溶液初始质量浓度为150 mg/L时,MGO@PSSMA对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附平衡时间分别为2和1.5 min。MGO@PSSMA对Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附动力学及吸附等温数据分别符合准二级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温模型。使用乙二胺四乙酸(EDTA)和HCl可实现MGO@PSSMA的有效再生;通过外加磁场作用可实现MGO@PSSMA的回收再利用。     

EP/氧化石墨烯–硬脂酸丁酯微胶囊复合材料

采用种子微悬浮聚合法制备了聚苯乙烯/氧化石墨烯复合囊壁包覆硬脂酸丁酯微胶囊润滑材料(MGO–Micro LMs),以MGO–Micro LMs为润滑填料,环氧树脂(EP)为基体材料,采用浇注成型工艺制备了EP/MGO–Micro LMs复合材料。采用滑动摩擦磨损试验仪评价了MGO–Micro LMs对EP基体材料摩擦学性能的影响;采用扫描电子显微镜对磨损面的微观形貌进行表征,并探究了其磨损机理。结果表明,MGO–Micro LMs能够显著地降低EP的摩擦系数和磨损量,当MGO–Micro LMs质量分数为20%时,EP/MGO–Micro LMs复合材料的摩擦系数为0.138 44,磨损量减少了约42.3%,磨损机理主要为磨粒磨损。     

磺化聚苯并咪唑/膦酸改性氧化石墨烯质子交换复合膜的制备及性能

通过胺基膦酸化法改性氧化石墨烯（GO）合成接枝有膦酸基团和磺酸基团的膦酸改性氧化石墨烯（MGO），热重分析表明MGO具有良好的热稳定性。通过原位聚合法将MGO掺杂到磺化聚苯并咪唑（SPBI）中，成功制备了SPBI/MGO质子交换复合膜。SEM表明膜表面致密，MGO的加入使断面出现片状结构。SPBI/MGO-1%复合膜的酸掺杂率最高达到248.8%，MGO的掺杂提高了复合膜的热稳定性。复合膜的干膜拉伸强度相对于Nafion117膜（26.65MPa）提高了36%，SPBI/MGO-1%的湿膜的拉伸强度达到69.46MPa，相较于SPBI膜提高了41.2%，复合膜具有较高的力学性能。SPBI/MGO复合膜的质子电导率随着MGO含量增加而逐渐增加，SPBI/MGO-1%复合膜在10%RH和160℃条件下质子电导率达到0.193S/cm，在高温低湿的质子交换膜燃料电池中有较高的应用前景。     

壳聚糖/卵磷脂复合微球固定木瓜蛋白酶的研究

以壳聚糖和卵磷脂为材料,采用乳化-交联法制备壳聚糖/卵磷脂复合微球,并用光学显微镜和红外光谱对微球进行表征;再以此微球作为载体固定木瓜蛋白酶,以固定率为指标,应用正交试验法优选固定化酶的制备工艺,并对固定化酶的半衰期、米氏常数(Km)、操作稳定性进行研究.结果表明,制备的壳聚糖/卵磷脂复合微球呈完整的圆球形或椭球形;固定化酶的优化制备工艺为:m(壳聚糖)=250 mg,m(壳聚糖):m(卵磷脂)=1:2,V(戊二醛水溶液)=300 μL,m(木瓜蛋白酶)=20 mg,此时制备的固定化酶的固定率达61.94％,半衰期为86.27 h,米氏常数为6.37 mg/mL,固定化酶有很好的操作稳定性.     

染料共价改性石墨烯及其水分散性研究

本文以石墨粉为原料，以直接灰D为改性剂，将其重氮化后共价接枝到自制的还原氧化石墨烯（rGO）上，制备改性石墨烯（MG），以提高石墨烯在水中的分散性，使其更适用于纺织品整理。采用拉曼光谱（Raman）、傅立叶红外光谱（FTIR）、高分辨X射线光电子能谱（XPS）、热重分析（TGA）等表征手段对得到的改性石墨烯进行表征。结果表明，染料分子成功接枝到石墨烯上，接枝率达到21%左右。采用紫外-可见分光光度计（UV-vis）考察了改性石墨烯在水中的分散性。结果发现，相对rGO，MG在水中的分散性和稳定性都大大提高，其水溶液的最大饱和度达到0.185 mg/mL，静置7天后，仍可达到0.092 mg/mL。改性后的石墨烯同时具备了染料和石墨烯的性能。     

Preparation,characterization, and properties of graphene oxide/urushiol-formaldehyde polymer composite coating

Graphene oxide (GO) was modified by 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPS) to obtain modified graphene oxide (MGO). MGO was dispersed in urushiol-formaldehyde polymer by mechanical mixing and ultrasonic dispersion, and MGO/urushiol-formaldehyde polymer (UFP) coatings with different MGO contents were fabricated. The microstructure, physico-mechanical properties, and electrochemical properties of the MGO/UFP composite coatings were investigated. The results indicated that the hardness, adhesion, and corrosion resistance of the MGO/UFP composite coatings were obviously enhanced compared with the pure UFP coatings. The hardness and the adhesion grade of the MGO/UFP composite coatings with 3.5 wt% MGO (GO, 1.5 wt%, and MPS, 2.0 wt%) reached 6H and 2, respectively. Additionally, GO connected with MPS by chemical bond and the well-dispersed MGO in UFP could significantly enhance the anticorrosion performance of the UFP coatings, which could result from bending the diffusion pathway of penetrant species in the UFP coating matrix.     

明胶基天然高分子/氧化石墨烯复合微胶囊的制备及调湿性能

利用调湿材料的吸放湿性能调节湿度是一种环保节能的被动调湿技术,广泛应用于室内调湿、食品包装、文物保护等领域。采用壳聚糖、液体石蜡、氧化石墨烯(GO)为微胶囊核心材料,利用壳聚糖和GO的静电作用形成类似表面活性剂亲水亲油结构的壳聚糖-GO结合体,在乳化剂和壳聚糖-GO结合体共同作用下乳化获得乳胶束,然后以此乳胶束为模板,采用戊二醛交联法制备了明胶基天然高分子/GO复合微胶囊(M-GO)。考察了GO用量、乳化pH值对乳液胶束粒径和稳定性的影响。在最佳乳化条件下制备了微胶囊,并研究了GO的引入对微胶囊的结构和吸/放湿性能的影响。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、氮气吸附对微胶囊的结构进行表征,通过测试微胶囊吸湿率和放湿率研究其调湿性能。结果表明,当GO用量为3 mL (1 mg/mL)、乳化pH值为5.10时,乳化形成的乳液粒径均匀且乳液的稳定性较好。GO与壳聚糖、明胶相互作用成功制备了微胶囊,未引入GO的微胶囊呈封闭的微球结构,当引入GO后所得的微胶囊M-GO为壳层开孔的中空结构,具有较大的比表面积和孔体积,有利于对水分的吸附。M-GO在不同湿度下的饱和吸湿量、吸湿/放湿率均优于未引入GO微胶囊,说明GO通过改变微胶囊的微结构、增加吸附水分的表面积,从而能够提高调湿性能。     

磁性壳聚糖微球的合成及其在固定化血管紧张素转化酶的应用

以化学共沉淀法合成Fe3O4纳米粒子为磁核,采用乳化交联法制备磁性壳聚糖微球,并对其形貌、结构和磁饱和强度等性质进行了表征。以磁性壳聚糖微球作为载体,固定化猪肺粗提物中的血管紧张素转化酶,并对固定化条件进行研究。结果表明,固定化血管紧张素转化酶的最佳条件为：pH值为8.3,最佳温度为50 ℃,最佳时间为1.5 h,最佳酶溶液蛋白浓度为6 mg/mL,此时固定化酶活力最高为0.048 U/g微球。与游离酶相比,固定化酶的pH值稳定性和热稳定性均得到提高。固定化酶重复使用10次,仍然保持40%以上相对活力,说明磁性壳聚糖微球是固定化血管紧张素转化酶的良好载体。