竹子木素在GIF仿酶漂白中的降解机理

研究了竹子木素在GIF仿酶漂白中的降解机理,结果表明,GIF仿酶处理后,竹子木素酚羟基、醇羟基和对羟苯基增加,甲氧基、羰基、愈创木基和紫丁香基减少,β-O-4、β-1、β-5联接发生断裂,芳环开裂。此外,GIF仿酶处理后,竹子木素分子量下降,多分散性提高。     

针叶木硫酸盐浆中残留木素的GIF体系仿酶降解机理的研究

由于针叶木硫酸盐浆中的残留木素含有大量难降解的LCC结构及其它缩合型木素结构,所以硫酸盐浆的分离木素可以用作难降解型木素大分子的一种结构模型。文章采用Cu2+/吡啶/过氧化氢组成的GIF仿酶体系对马尾松硫酸盐未漂浆的纤维素酶酶解木素(CEL)进行了仿酶降解,并对降解产物进行了分离和化学组成分析。通过FT-IR以及GC-MS测定,解析了CEL在降解过程中的结构变化,并对CEL的仿酶降解机理进行了探讨。研究结果表明:这种仿酶降解方法对浆中残留木素有较强的降解能力,一部分木素大分子被氧化降解为香草醛和香草酸等低分子化合物,使得降解后的产物中羰基和羟基增多。研究发现木素在仿酶体系中存在苯环及其侧链上C-H键的破坏、木素结构中Ca-Cb连接键的断裂、苯环的开环等反应。因此,该项研究可以为开发纸浆的仿酶漂白技术提供理论依据。     

辣根过氧化物酶降解苯酚废水催化特性研究

采用辣根过氧化物酶催化降解苯酚,研究了辣根过氧化物酶浓度、pH值、反应温度对苯酚去除率的影响。结果表明,辣根过氧化物酶生物催化体系对苯酚有良好的降解效果。当温度为30℃,pH值为6时,在苯酚、H2O2、辣根过氧化物酶浓度分别为1 mmol/L,1.2 mmol/L,0.5μg/mL条件下,反应25 min,可以获得70%左右的苯酚去除率。利用双倒数作图法测定了不同酶浓度的催化动力学参数,动力学参数Kcat,Kcat/Km表明,苯酚的去除率和催化反应速率随着酶浓度的增加而增大;辣根过氧化物酶的催化效率与催化体系中酶和底物浓度有关,过高的底物浓度会降低酶的催化效率。     

水溶性甾体仿酶模型的制备及催化酯水解的动力学研究

本文以甾体为仿酶模型,以葡萄糖为亲水基团,合成了4种水溶性咪唑基甾体模型,并对6种对-硝基苯酯的催化水解动力学进行了测定。     

白腐菌木素过氧化物酶发酵条件及其酶液对稻草降解的研究

研究营养条件对白腐菌合成木素过氧化物酶(ligninperoxidase,LiP)的影响。在最适培养条件下,第6天获得7560U/L的酶活。利用LiP粗酶液在体外直接降解稻草,3天后Klason木素的降解率为8.7%,经红外光谱分析其降解产物,推断LiP粗酶液在体外降解稻草的反应主要是氧化反应。     

酶解木质素的碱催化温和水热降解

针对木质素相对分子质量大、空间位阻大、反应活性低、难于利用的缺点,以氢氧化钠作催化剂对酶解木质素进行温和水热降解。研究了反应条件对降解木质素产率的影响,并以红外光谱（FT-IR）、核磁共振谱（¹H NMR）、凝胶渗透色谱（GPC）来表征降解木质素产物。优化后的水热降解条件为反应温度200℃,反应时间120 min,氢氧化钠与木质素的质量比值为0.2,木质素的质量分数为8%,此条件下降解木质素的产率为71%。FT-IR分析表明,在温和的水热降解条件下,木质素的芳环结构得以保留。¹H NMR分析结果表明,水热降解使木质素的部分醚键断裂,酚羟基增多。GPC分析表明,木质素相对分子质量明显下降,证明在此过程中木质素发生了降解。     

联苯型木素模型化合物的漆酶催化合成及其结构表征

联苯型(5-5’)木素模型化合物能较好地代表缩合型木素结构单元,对于从分子水平上研究制浆及漂白过程中木素结构的变化具有重要的意义,本研究对该化合物的漆酶法合成进行了探索.首先在漆酶的作用下以香草醛为底物合成了脱氢香草醛,得率为78.3％;再用硼氢化钠将其还原为脱氢香草醇,即为目标产物,得率69.5％.研究了漆酶法合成中漆酶用量、温度、pH值对得率的影响.合成的最佳条件为:漆酶用量16.12 IU·g-1,温度40℃,pH值4.5,时间5h.采用红外光谱、核磁共振波谱分别对两步产物进行了结构表征.实验证明,与传统的辣根过氧化物酶法相比,漆酶法合成标题化合物具有条件温和、专一性强、得率高、易于控制等优点.     

氧化剂和反应条件对漆酶与仿酶一锅法降解木素的影响

研究了氧化剂种类,包括H_2O_2、Na_2S_2O_8、O_2、CH_3COOOH、(NH_4)_2S_2O_8和DMD(dimethyldioxirane),对固载型漆酶和Co(salen)/NaY一锅法催化氧化木素的影响,通过正交和单因素实验对反应条件进行优化,通过GC-MS和GPC、~(31)P-NMR技术分别对芳香类木素降解产物和木素结构进行表征。结果显示,不同氧化剂存在下木素的三种基本结构单元发生了不同程度的降解,降解产物主要为香草醛和丁香醛,其中,Na_2S_2O_8氧化效果最好;一锅法催化氧化木素反应存在有效的协同效应,使一锅法催化氧化效率明显优于单独催化;另外,乙醇在木素催化降解中起到了积极作用。最终的一锅法最佳工艺为:木素用量100 mg,催化剂总用量6 mg,Na_2S_2O_8用量0.4 g,催化剂比例2:1,乙醇用量为0.04 mL,反应时间4 h,pH8。GPC和~(31)P-NMR分析表明,一锅法降解残余木素的分子量显著降低、多分散性趋于1,脂肪族羟基减少,酚羟基含量增加,缩合结构被降解。     

锰过氧化物酶(MnP)的研究进展

锰过氧化物酶是一种能降解木素的酶,由担子真菌中的特定种属产生,广泛应用于生物制浆、纸浆的酶法漂白、有机污染物的降解和环境的生物修复等方面。本文全面介绍了锰过氧化物酶的产生菌、催化机理、以及基因工程方面的研究成果,并对其可能带来的工业应用前景以及今后的研究方向进行了展望。     

氮源浓度和芳香化合物对白腐菌Panus conchatus产木素降解酶…

白腐菌Ｐａｎｕｓｃｏｎｃｈａｔｕｓ只分泌锰过氧化的酶和漆酶，不分泌木素过氧化物酶。该菌分泌这两种酶的能力大大高分子同样培养基条件下的Ｐｌｅｕｒｏｔｕｓｓａｊｏｒ－ｃａｊｕ。氮源浓度对Ｐａｎｕｓｃｏｎｃｈａｔｕｓ分泌木素降解酶的能力有显著影响，高氮条件可能是这种类型的白腐菌生产木素降解酶的必要条件，研究不同芳香化合物以Ｐａｎｕｓｃｏｎｃｈａｔｕｓ木素降解酶分泌情况的影响发现，紫丁胺醛和香豆酸对其锰过     

微生物降解木质素的研究进展

木质纤维是地球上最丰富的可再生生物质资源,其三大成分之一的纤维素是生产生物基材料、生物燃料及生物基化学品的重要原料,但是木质素复杂的化学结构阻碍了木质纤维的应用.常规木质素的物理、化学及物理-化学等降解方法常需要高温、高压条件,并且易产生抑制物、造成高能耗和环境污染等问题.微生物介导的生物催化过程通常在温和条件下进行,...     

木质素解聚和液相催化降解研究进展

木质纤维生物质作为地球上最丰富的可再生资源, 不仅储量巨大而且在利用过程中具有碳平衡的显著优势, 已逐渐成为最具发展前景的可再生能源之一。木质纤维中的木质素是自然界最大且唯一的可再生芳香族化合物原料, 在生物质燃料转化, 尤其是解聚生产苯系化工产品等领域具有极为重要的作用和意义。本文在简述木质素化学结构的基础上, 综述了近年来木质素高温热解聚, 生物酶解聚, 催化热解聚, 光催化解聚和溶剂热解聚等解聚方法, 深入分析了液相催化过程中酸、碱催化体系, 加氢和氧化催化体系的机理及优缺点, 总结了现阶段木质素解聚方法中存在的问题, 并对未来的发展方向进行了展望。     

木质素化学降解及其在聚合物材料中应用的研究进展

木质素是自然界储量丰富的可再生天然酚类高分子,可替代传统化石资源应用于聚合物材料合成。木质素分子结构中的大分子刚性骨架可赋予材料独特的力学性能和热稳定性。但木质素化学组成和分子结构复杂、反应活性低,限制了在聚合物材料领域的应用。化学降解是一种高效、高选择性且应用广泛的降解方法,经化学降解处理得到的木质素低聚物具有活性官能团多、反应活性高、溶解性好等优点,有利于拓展木质素在聚合物材料领域的高附加值应用。重点综述了近年来国内外有关木质素化学降解及其降解产物应用于聚合物材料的研究进展。     

甲醇降解碱木质素

采用超临界甲醇法将碱木质素降解为小分子芳香族化合物,考察了反应温度、反应时间和溶剂中水含量对降解反应的影响。碱木质素被降解为约21种单环芳香族化合物,其中7～11种为主要组分,多为以愈创木基结构为主的芳香族衍生物。产物中非酚型组分较稳定,不易发生进一步反应,且随着反应时间的延长,其所占比例不断增大,而酚型组分稳定性较差,易发生进一步反应。碱木质素降解反应速率的突变发生在250～280℃,温度越高,反应速率越大。水的存在有利于醚键的断裂和酚型组分的生成。在水体积分数为50%的甲醇-水共溶剂体系中,2-甲氧基-4-乙基苯酚的选择性最好,其在产物中的质量分数达48.6%。碱木质素的醚键在反应中全部断裂,四氢呋喃不溶物中主要是以缩合结构为主的木质素残片和再聚合产物。     

木素类模型物紫丁香醇TiO2光催化降解

在光催化反应器中,以紫外光 (功率11 W,波长253.7 nm)作光源,在TiO2悬浮体系中,对含有木素类模型物紫丁香醇的有机废水进行了光催化降解实验,并研究了其反应特性.实验结果表明,暗反应60 min后,紫丁香醇在TiO2催化剂表面达到吸附解吸平衡,吸附总量百分比基本相同,TiO2表面饱和吸附量是初始溶液中紫丁香醇质量的16.3%;当TiO2用量为0.4 g/L,溶液pH值为3以及连续曝气和搅拌条件下,由降解吸光度曲线可知,经该紫外光照射12 h,初始浓度40.5 mg/L的溶液去除率达52%,继续照射4 h,最终可达到完全降解.由降解吸光度曲线和化学特征功能团显色实验可初步推断,在一定的紫外光照射下,紫丁香醇支链上的一个甲氧基先与苯环发生断裂,生成了具有单甲氧基结构的中间体-愈创木酚.通过联立方程定量分析了降解过程中紫丁香醇和愈创木酚的浓度.     

固体超强酸催化降解木质素的研究

在固体超强酸催化下用过氧化氢氧化降解高沸醇木质素,并利用红外光谱和气相色谱―质谱联用(GC-MS)分析降解产物。结果表明,SO42-/ZrO2固体超强酸催化降解高沸醇木质素可以得到小分子产物。随着固体酸用量增加,羰基和醚键数量明显减少,降解效果较好。GC-MS分析结果显示,FeSO4促催化更有利于木质素的降解。     

丝光沸石负载固体酸催化降解碱木质素的研究

利用正交实验,研究了丝光沸石负载H3PW12O40的最佳条件。用此固体酸对碱木质素进行催化降解,最佳条件为:木质素与催化剂质量比为3∶4、温度80℃、时间6 h、溶剂体系中醇/水为1∶1。采用差示紫外光谱法测定降解前、后产品的酚羟基含量,负载后降解的产物酚羟基含量有所增加,提高了木质素的化学活性,为更有效利用木质素提供了依据