介孔二氧化硅固定化漆酶及其循环冷却水中缓蚀作用的应用研究

在我国石油炼化企业中,油品泄漏问题普遍存在,影响了缓蚀剂的缓蚀效果。已有研究表明漆酶可用于循环水中催化氧化多类有机底物并起到缓蚀作用,而游离漆酶稳定性差,易受环境条件影响而失活,且难以实现重复利用,因此,对漆酶进行固定化是实现其工业生产应用的有效途径。用溶胶-凝胶法合成介孔二氧化硅微球并通过TEM,FT-IR和BET分析手段对其进行表征。结果显示微球的粒径大概在100-150纳米,平均孔径2.55纳米,比表面积为1088.9 m2/g。介孔SiO2微球吸附戊二醛,利用希夫碱反应固定化漆酶,确定固定化的最佳条件为：戊二醛浓度0.75%、作用时间8h、漆酶浓度0.04 mL/mL、固定化时间10h。缓蚀实验确定,当柴油泄漏浓度为80mg/L时,固定化漆酶的缓蚀率可达49.23%,略低于游离漆酶的缓蚀率59%,柴油降解率达到45%。实验证明固定化漆酶可通过降解柴油来达到缓蚀的效果。     

固定化微生物细胞降解苯酚的研究进展

综述了固定化微生物细胞降解苯酚的最新研究进展。介绍了吸附（结合）固定化、交联固定化、包埋固定化和自身固定化等方法。从降解苯酚微生物的分离纯化、微生物降解苯酚能力介绍了固定化细胞的微生物选择。分析了各因素对固定化细胞降解苯酚效果的影响,指出了固定化细胞技术在降解苯酚应用中存在的一些问题,并展望了固定化细胞技术应用于苯酚降解的前景。     

石油脱硫菌Pseudomonas stutzeri UP-1的固定化研究

利用从胜利油田的土壤和污水中筛选得到的能降解二苯并噻吩(DBT)的Pseudomonas stutzeri UP-1菌株进行了固定化研究，考察了固定化条件对菌种脱硫性能的影响，对比了固定化前后该菌种的脱硫性能。结果表明。选取海藻酸钠为包埋法固定化载体，固定化最佳操作条件为4℃交联、海藻酸钠质量分数为3％、胶液体积(ml)与细菌质量(g)比为20时，固定化细胞仍然具有良好的的脱硫性能，固定化细胞的重复使用性能和使用寿命大大高于未固定化细胞，通过再生活化其使用寿命可以达到700h。     

用固定化酵母细胞生产甘油

湖北大学生命科学学院用固定化酵母细胞法生产甘油获得成功。固定化酵母细胞法生产甘油，就是用海藻酸钠包埋法固定耐高渗压酵母细胞生产甘油。其要点是，将培养基中的酵母菌菌体置于生理盐水中成悬浮液。然后，将上述含菌悬浮液倒入4OC的海藻酸钠的透明溶液中，之后再用海藻酸钠包理的含菌溶液注射至0．lmol／LCaCI。溶液中，使其成为直径0．2～03cm的小球。研究表明，固定化细胞有促进发酵的作用，与游离细胞发酵产甘油率相当，约7．O％。在此基础上采用分批补糖发酵，产甘油率可达7．9％。用固定化酵母细胞生产甘油@吴自强…     

固定化漆酶在循环冷却水系统除油中的应用

采用包埋法、交联法和包埋 交联法固定化漆酶,对比了3种固定化漆酶与游离酶的酶学性质。将最佳固定化漆酶投加于柴油泄漏循环水中,考察其对泄漏油品的去除效果。结果表明,交联法固定化漆酶活性最好,为066 U/g,包埋 交联法固定化酶最差,为038 U/g;固定化提高了漆酶酸碱稳定性和热稳定性。在100 mL柴油质量浓度为120 mg/L、pH值为6的循环水中,加入9 g固定化酶量,反应6 h,包埋法固定化漆酶除油率仅为24%,而交联法固定化漆酶除油率高达77%。     

介孔SiO2固定化溶菌酶在柴油泄漏循环水系统中的缓蚀性能

在我国石油炼化企业中,普遍存在着油品泄漏问题。已有研究表明溶菌酶可用于循环水中起到缓蚀作用,而游离溶菌酶稳定性差,易受环境条件影响而失活,且难以实现重复利用,因此,对溶菌酶进行固定化是实现其工业生产应用的有效途径。采用溶胶-凝胶法合成介孔SiO2微球,并进行表征。利用物理吸附法固定化溶菌酶,确定固定化的最佳条件为：溶菌酶浓度0.8 g/L、固定化时间10 h,pH为6.5,缓冲溶液离子强度为50 mmol/L。选择柴油作为泄漏介质,并通过实验确定投加浓度为80 mg/L,通过缓蚀实验确定固定化溶菌酶的缓蚀率最高可达78.21%,且稳定性较游离溶菌酶有显著提高。     

海藻酸钠-聚丙烯酰胺联合固定化腈水合酶产生菌株

采用聚丙烯酰胺(pAM)以及海藻酸钠(SA)-PAM对腈水合酶产生菌株Rhodococcus sp HUST-3进行了固定化研究,考察了固定化条件对PAM固定化以及SA-PAM联合固定化的影响。实验结果表明,相同反应条件下,SA-PAM联合固定化细胞的相对酶活(即相同菌悬液浓度的固定化细胞酶活力与游离态细胞酶活力的比值)高于PAM固定化法;SA-PAM联合固定化法的最佳条件为:SA溶液质量分数3.5%,菌悬液质量浓度1g/L,PAM溶液质量分数6%,SA溶液、PAM溶液与腈水合酶菌悬液的体积比20:1.5:1,交联剂戊二醛体积分数2%,4℃下固定化6h;此时相对酶活高达92.7%。SA-PAM联合固定化细胞重复使用9次时,相对酶活仍为50 1%,表明SA-PAM联合固定化的腈水合酶具有较高的稳定性。     

壳聚糖-牡蛎壳粉复合微球的制备及对铜离子吸附性能

以对重金属离子具有良好吸附性能的牡蛎壳粉和壳聚糖为原料,采用反相悬浮聚合法制备了具有介孔结构的壳聚糖-牡蛎壳粉复合微球。通过红外光谱和扫描电镜,结合比表面积测试和孔径分析对复合微球结构进行了表征。实验考察了复合微球用量、铜离子初始浓度和吸附时间对其吸附性能的影响。结果表明:在复合微球用量为0.1g、初始铜离子浓度为100mg/L、吸附时间为150min条件下,复合微球吸附容量为46.58mg/g,脱除率达93.15%。经过5次重复使用后,复合微球的吸附容量为38.12 mg/g,脱除率为76.24%。     

响应面法优化固定化微生物降解石油污染物

从炼油厂活性污泥中筛选和驯化了1株石油降解菌SJ-1,以秸秆材料WT为固定化载体,采用表面吸附法制备固定化微生物;以胜利原油为反应底物,考察了温度、微生物接种量、原油质量浓度、pH值对原油降解率的影响;采用响应面法优化了降解条件,并在优化条件下进行了降解动力学实验。结果表明,单因素对降解率的影响程度从大到小的顺序为温度、pH值、原油质量浓度、接种量,其中pH值和原油质量浓度、原油质量浓度和温度的交互影响对原油降解率影响较显著;根据响应面模型计算得到的最佳降解条件为pH值7.0、原油质量浓度5000 mg/L、温度34℃、接种量46 g/L,此时原油降解率最高达68.3%;固定化微生物和游离微生物降解过程均符合一级动力学,且前者的降解速率是后者的3.67倍。     

聚合物涂覆的酶催化酯交换反应研究

针对酶促反应精馏技术中酶制催化剂的稳定性与成本问题,将南极假丝酵母脂肪酶B（CALB）通过疏水相互作用固定于大孔吸附树脂NKA中,通过聚乙二醇化修饰制备固定化脂肪酶NKA-CALB-PEG,与商业固定化脂肪酶Novozyme435相比,在稳定性和成本上显著改善。通过NKA-CALB-PEG催化乙酸乙酯-正丁醇酯交换反应动力学试验确定最优的反应条件为：搅拌速率300 r/min、催化剂用量10%、乙酸乙酯/正丁醇摩尔比1∶1、温度65 ℃。在333.15～348.15 K下,将试验数据拟合得到反应动力学方程,比较试验值与计算值,结果表明此宏观动力学方程具备合理性。     

Degradation potential of petroleum hydrocarbon-degrading bacteria immobilized on different carriers in marine environment

Immobilization technology is a method for restoring the ecological environment of oil-polluted areas. In this paper, the performance and degradation characteristics of immobilized microorganisms on different carriers were systematically studied starting with the selection of immobilized carriers. The results showed that cinnamon shell was the best carrier for screened Pseudomonas YT-11 to prepare immobilized microorganisms (diesel degradation rate was 69.57% in 5?days). On the basis of the determination of diesel degradability and SEM structure, the degradation mechanism of immobilized microspheres was concluded: diesel was adsorbed on the surface of microspheres and then entered the interior to be degraded by microorganisms.     

ZnO微球的制备及表征

以Zn(NO3)2为原料、强酸型阳离子树脂为模板,制备了ZnO微球。采用热重-示差扫描量热、X射线粉末衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱、扫描电子显微镜、氮气吸附等方法对试样进行了表征。表征结果表明,ZnO微球由纳米ZnO晶粒组成,球体直径200～600μm。当焙烧温度为580℃时,ZnO微球表面ZnO晶粒结合紧密,比表面积为24.72m2/g;当焙烧温度升至780℃后,ZnO微球则变得较为松散,比表面积下降为7.92m2/g。以300W高压汞灯为光源,以甲基橙溶液为模型考察了ZnO微球的光催化降解性能。实验结果表明,焙烧温度为580℃时,合成的ZnO微球具有很好的光催化性能,当ZnO微球加入量为400mg/L时,反应50min后,对10mg/L甲基橙溶液的降解率达97%。     

钇金属-有机骨架(Y-MOF)材料吸附脱硫性能及其吸附动力学特性

以稀土钇为金属离子,1,3,5-均苯三甲酸(BTC)为配体,在水热条件下合成了钇金属-有机骨架材料(Y-MOFs)。以噻吩/正辛烷作为含硫化合物模型油品,研究了Y-MOFs材料的吸附脱硫性能和吸附脱硫动力学特性,获得了吸附脱硫动力学方程和吸附脱硫等温线。结果表明,Y-MOFs材料在油/剂比为100和吸附温度为 303K的优化条件下,具有很高的吸附脱硫能力,吸附脱硫率为80.7%,吸附脱硫容量为30.7 mgS/g。Y-MOFs的吸附脱硫过程符合拟二级动力学模型,动力学方程为dqt/dt=0.007(31.97-qt)2。在液时空速在1.0 ~1.8 h-1范围,Y-MOFs材料对噻吩的穿透硫容在2.21%~1.80%范围。     

十三碳二元酸发酵工业试验

利用一株热带假丝酵母突变株SP -UV -5 6在 2 0m3 发酵罐中进行十三碳二元酸发酵的工业试验研究。采用等功率放大准则 ,确定了搅拌功率和搅拌速率 ;考察了搅拌器桨型对产酸的影响 ,采用六平叶涡轮搅拌器试验 ,连续发酵 3批次 ,培养 6d的平均产酸量为 15 6 .5 g/L ,较中试和小试的产酸量分别提高了 10 .2 %和 8.7%,最高产酸量达到 172 g/L ,与六箭叶涡轮搅拌器相比平均产酸量增长了 15 .5 %,但能耗增加 15 .6 %。选择一种有机溶剂 ,采用重结晶方法精制产物 ,产品中总二元酸质量分数达 99%以上 ,其中十三碳二元酸达 97%以上。     

以Si-Al凝胶、高岭土水热晶化合成多级孔道催化材料

以硅铝凝胶为模板剂,在高岭土制浆过程中加入,经喷雾、焙烧后,在水热条件下晶化合成含有NaY分子筛和基质的多孔复合材料。采用X射线衍射法、N₂ 静态吸附法对所合成的样品进行分析表征,考察了硅铝凝胶的加入量对NaY分子筛相对结晶度、n(SiO₂)/n(Al₂O₃)以及复合材料孔道分布的影响。结果表明,随着硅铝凝胶加入量的增加,晶化产物在介孔范围内的孔容及比表面积均有较大幅度的提高,介孔分布也更为集中;当加入凝胶质量分数为10％时,介孔的孔容及比表面积达到最大,在20％时有所下降。在凝胶加入量为10％时,可以得到BET比表面积为480 m²/g、总孔容为0.41 mL/g、介孔孔容为0.22 mL/g、介孔比表面积为98.9 m²/g、结晶度为51.0％、n(SiO₂)/n(Al₂O₃)为5.09的含有NaY分子筛和基质的多孔复合材料。     

Ag/γ-Al2O3催化剂催化氧化深度脱硫及反应动力学模型探索

以噻吩/石油醚模拟油为原料、Ag/γ-Al2O3为催化剂、氧气为氧化剂,研究了催化氧化深度脱硫技术,对催化剂进行了X射线衍射（XRD）和低温氮吸附表征,并考察了催化剂用量、反应温度、反应时间和萃取条件对脱硫效果的影响。在噻吩/石油醚模拟油20 mL、Ag/γ-Al2O3催化剂0.12 g、氧化温度70 ℃的反应条件下,氧化50 min后,将得到的产物采用甲醇为萃取剂,在20 ℃、剂油体积比1︰1的条件下萃取30 min,脱硫率达到98.1%。反应动力学研究结果表明,噻吩氧化过程可用一级反应动力学方程式来表示,其表达式为：k＝0.049 45exp[－10 683.4/(RT)]。     

氧化活性炭在模型汽油中吸附脱硫性能研究

采用臭氧对椰壳活性炭进行氧化处理，考察了反应介质、氧化时间、臭氧化气体流量对活性炭在模型汽油中脱硫性能的影响。结果表明，在反应介质为2 mol/L NaOH、氧化时间为1.5h、臭氧化气体为0.2m3/h的最佳处理条件下，活性炭的静态平衡吸附硫容由8.47 mg-s/g-A提高到21.5 mg-s/g-A，穿透硫容由2.03 mg-s/g-A到14.21 mg-s/g-A。油品中竞争物质对活性炭吸附噻吩性能的影响关系由强到弱依次为：芳烃>烯烃>烷烃。饱和活性炭采用乙醇、丙酮和石油醚进行洗脱再生，其中乙醇再生的效果最好，经多次使用后吸附性能没有明显下降。