乳糖酶交联酶聚体的制备及性能

以双醛淀粉(DAS)为交联剂,分别制备了乳酸克鲁维酵母和米曲霉来源的乳糖酶交联酶聚体(CLEAs),同时添加牛血清白蛋白(BSA)作为保护剂以提高CLEAs活性。当DAS质量分数为10%、氧化度为80%、BSA与酶蛋白质量比为1∶8时得到的酵母和曲霉乳糖酶CLEAs的活力保留分别为53.84%和55.25%。CLEAs的最适pH值较游离酶有所降低。曲霉乳糖酶CLEAs在60℃下具有较好的热稳定性,并且在37℃下重复使用5次(20 h)后活力可保留52%。     

新型层状交联酶聚集体的制备条件优化与性质研究

以假丝酵母脂肪酶(Candida sp. lipase)为研究对象,开发了一种新型层状交联酶聚集体。用蛋白或氨基酸对纳米氧化锌粒子进行修饰,继以交联剂交联后作为核芯,酶分子再交联在纳米核表面形成层状结构。实验结果表明牛血清白蛋白(BSA)是纳米氧化锌适宜的修饰剂。并且对纳米芯层状交联酶聚集体(BSA-N-LCLEAs)其他制备条件进行了优化,优化后BSA-N-LCLEAs制备条件为:沉淀剂硫酸铵饱和度为58%,交联剂戊二醛浓度为3.5%,交联温度和时间分别为0℃和2h。BSA-N-LCLEAs酶活收率较传统CLEAs提高了196.5%。扫描电镜表征表明BSA-N-LCLEAs较传统CLEAs孔道大幅增加。纳米芯层状CLEAs的pH稳定性和热稳定性也都比传统CLEAs有所提高,并将该固定化酶用于催化维生素E琥珀酸酯的合成,反应五批次后反应产率还能达90%左右,说明该新型交联酶聚集体具有良好的催化活性和操作稳定性。     

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。     

大肠杆菌氨基酰化酶工程菌的固定化研究

分别以聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)及PVA-SA为固定化载体对大肠杆菌氨基酰化酶工程菌进行固定。结果表明,PVA-SA固定化凝胶颗粒具有较好的机械强度和稳定性。确定PVA-SA的最佳包埋条件如下:PVA质量分数为8%、SA质量分数为1%、固定剂为pH值6.7的3%硼酸-1%氯化钙,此条件下制备的固定化细胞的酶回收率为91.46%。固定化细胞于4℃保存7 d、再室温保存14 d后,其酶活力为初始对照的90.76%,而游离细胞只有初始对照的29.69%。     

新型层状交联酶聚集体的制备条件优化与性质研究

以假丝酵母脂肪酶（Candida sp.lipase）为研究对象,开发了一种新型层状交联酶聚集体。用蛋白或氨基酸对纳米氧化锌粒子进行修饰,继以交联剂交联后作为核芯,酶分子再交联在纳米核表面形成层状结构。实验结果表明牛血清白蛋白（BSA）是纳米氧化锌适宜的修饰剂。并且对纳米芯层状交联酶聚集体（BSA-N-LCLEAs）其他制备条件进行了优化,优化后BSA-N-LCLEAs制备条件为：沉淀剂硫酸铵饱和度为58%,交联剂戊二醛浓度为3.5%,交联温度和时间分别为0℃和2 h。BSA-N-LCLEAs酶活收率较传统CLEAs提高了196.5%。扫描电镜表征表明BSA-N-LCLEAs较传统CLEAs孔道大幅增加。纳米芯层状CLEAs的pH稳定性和热稳定性也都比传统CLEAs有所提高,并将该固定化酶用于催化维生素E琥珀酸酯的合成,反应五批次后反应产率还能达90%左右,说明该新型交联酶聚集体具有良好的催化活性和操作稳定性。     

木质素改性酚醛树脂结合镁碳砖的研究

为了降低酚醛树脂的生产成本并提高其低温结合强度,以木质素磺酸钙为原料部分替代苯酚,以氢氧化钠为催化剂,合成了木质素改性酚醛树脂(LPF),并将其作为结合剂用于镁碳砖的制备,通过研究不同木质素磺酸钙用量(其质量分数分别为10%、20%、30%、40%、50%)、不同催化剂用量(外加质量分数分别为1%、2%、3%、4%、5%)以及不同反应时间(分别为1、1.5、2、2.5、3 h)合成的LPF对镁碳砖200℃24 h烘后常温性能的影响,优化了LPF的合成工艺条件,同时对比了LPF结合和传统酚醛树脂结合镁碳砖于200℃24 h烘后和1 200℃3 h处理后的常温物理性能和高温抗折强度。结果表明,适于制备镁碳砖的LPF的最佳合成工艺条件为:木质素磺酸钙质量分数为30%,催化剂质量分数为1%,反应时间为2 h。用最佳工艺合成的LPF制备的镁碳砖,经200和1 200℃分别处理后的体积密度为2.84和2.82 g·cm-3,显气孔率为9.6%和14.6%,抗折强度为17.8和6.4 MPa,耐压强度为72.3和48.7 MPa;1 400℃下的高温抗折强度为7.3 MPa。与传统酚醛树脂结合镁碳砖相比,其性能均有所提高。     

PVP/PAA共混水凝胶的制备及性能研究

以丙烯酸(AA)为单体,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,通过引发剂引发自由基聚合制备了聚乙烯吡咯烷酮/聚丙烯酸(PAA)共混水凝胶,讨论了聚乙烯吡咯烷酮用量、反应温度、引发剂含量及交联剂含量等条件对合成凝胶影响,并研究了其溶胀行为。实验结果表明,在合成过程中,凝胶时间随PVP的含量增多而延长,且乳白色深度逐渐加深;随引发剂的增加,产生乳白色时间及凝胶时间缩短;一定范围内随温度升高可凝胶时间降低;交联剂的用量对凝胶时间无明显影响。在PVP/PAA共混水凝胶体系中,当PVP质量分数为0.6%,PAA质量分数为16.4%,引发剂的质量分数为0.024%,交联剂的质量分数为0.016%时,水凝胶的吸水性最佳,且随体系p H变化,酸性条件下吸水性较差,在碱性条件下吸水性较好;当在Na Cl溶液中溶胀时,水凝胶的吸水性能随盐离子浓度增大而下降且达到一定浓度后,水凝胶的吸水性能趋于稳定,盐离子对其影响微弱。PVP/PAA水凝胶的吸水效率高,且表现出很强的吸水能力,并且具有成本低廉,应用广泛等特点。     

壳聚糖凝胶球的制备及对银离子的吸附

以壳聚糖(CTS)为基材、硝酸银为印迹物,提出了一种新的CTS水凝胶球的制备方法.采用Ag+吸附容量作为评价指标,对凝胶球的制备条件进行了优化,并进行了吸附试验.结果显示,当CTS用量为质量分数2.5%、交联剂用量为体积分数3.0%、凝固浴三乙醇胺的质量分数为10.0%、制备温度为25℃,热处理温度为60℃,洗脱剂硫代...     

阳离子型丙烯酸树脂的合成及其封闭底漆的研制

以阳离子乳化剂1631和非离子乳化剂LCN407复配作为乳化剂、偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)作为引发剂、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)作为阳离子单体以及其他丙烯酸类单体,通过自由基聚合的原理和核壳乳液聚合的方式合成阳离子型丙烯酸树脂。用合成的阳离子树脂加入一系列助溶剂制备水性木器封闭底漆。使用傅里叶红外光谱仪、热重分析仪、粒度仪、涂膜测试仪等仪器进行表征。测试结果表明:当阳/非乳化剂复配比为2∶1、乳化剂总量为3%(质量分数)、AIBA含量为0.6%(质量分数)、GMA含量为1%(质量分数)、NMA含量为3%~5%(质量分数)、DAAM含量为3%~6%(质量分数)、DMC含量为3%(质量分数)、A-174为1%~6%(质量分数)时制备出的阳离子树脂粒径小、黏度适中、凝胶率低、转化率高且贮存稳定性好。由其制备的水性木器封闭底漆的耐水、耐醇性良好,封闭效果优异。     

HA-CaCO_3纳米复合凝胶的制备及性能表征

由于透明质酸(hyaluronic acid,HA)水凝胶的机械强度较弱,使其应用受到一定限制。以HA为原料、1,4-丁二醇二缩水甘油醚(1,4-butanediol diglycidyl ether,BDDE)为交联剂对HA进行交联制备HA凝胶,并在交联的同时用浸泡法在凝胶内复合碳酸钙(CaCO_3),以期形成力学性能优异的HA-CaCO_3复合凝胶。利用扫描电镜、红外光谱仪、热重分析仪和X射线衍射仪等对HA凝胶和HA-CaCO_3复合凝胶进行表征和分析,考察CaCO_3对HA凝胶的影响。结果表明,该方法制备的HA-CaCO_3复合凝胶的断裂伸长率达到401%,是单纯HA凝胶的2. 73倍。HA-CaCO_3复合凝胶中CaCO_3的质量分数为27. 3%,晶型为方解石,尺寸在30～80 nm,达到了纳米级别。HA-CaCO_3复合凝胶以其优异的力学性能进一步拓展了HA类凝胶的应用。     

高纯度单月桂酸甘油酯的酶催化合成

采用脂肪酶Novozyme 435催化月桂酸甲酯与甘油进行酯交换反应制备单月桂酸甘油酯。以反应体系中单月桂酸甘油酯的质量分数为考察指标,通过单因素实验和正交实验对酶催化合成工艺进行优化,得到最佳的工艺条件为:底物摩尔比n(月桂酸甲酯)∶n(甘油)=1∶5,底物质量分数为20%(即月桂酸甲酯与叔丁醇的质量百分数,下同),反应温度为55℃,酶添加量为7%(即酶与月桂酸甲酯的质量百分数,下同),初始含水量为20%(以月桂酸甲酯质量计,下同),转速为100 r/min,反应时间为1 h,在该条件下,体系中单月桂酸甘油酯的质量分数为71.86%。经提纯后终产物中单月桂酸甘油酯的质量分数高于95%,最高可达98.76%,而双月桂酸甘油酯的质量分数低于5%。酶重复使用6次,单月桂酸甘油酯的质量分数从71.75%降至68.36%,其催化性能无显著降低。     

PVA固定化微生物凝胶小球的制备及性能研究

采用硼酸-化学交联法制备了可用于水处理的聚乙烯醇(PVA)凝胶小球,通过对凝胶小球的弹性、力学强度、压缩强度和比表面等性能的测试及SEM照片分析,考察了交联剂种类和PVA质量分数对凝胶小球的影响。结果表明,选用CaCl2作交联剂、质量分数为5%的PVA,凝胶小球有较好的性能。将制备而成的PVA固定化微生物凝胶小球用于水处理中,氨氮的去除率在15 h后可达90%。     

铝硅混合凝胶对刚玉-莫来石制品性能的影响

按莫来石骨料占65%(质量分数),刚玉和黏土组成的混合粉占35%(质量分数)配料,分别外加占原料总质量4%的水、硅溶胶、铝硅混合凝胶作结合剂,研究了结合剂种类对刚玉-莫来石材料经1 100、1 400和1 600℃分别保温3 h烧后的性能及显微结构的影响,并在此基础上研究了铝硅混合凝胶加入量(分别为1%、2%、3%、4%)及配比(m(Al2O3):m(SiO2)分别为8:2、7:3、4:6)对刚玉-莫来石制品常温性能的影响.结果表明:以铝硅混合凝胶为结合剂的刚玉-莫来石试样,经1 400、1 600℃烧后的常温、高温抗折强度和抗热震性均比仅加硅溶胶或水的好,但显气孔率偏大;当铝硅混合凝胶加入量为2%且m(Al2O3):m(SiO2)=7:3时,烧后试样的常温强度最高.     

聚丙烯酸/氧化石墨烯自修复水凝胶的合成及性能

通过改进的Hummers方法成功制备了氧化石墨烯(GO)。以Fe3+为交联剂、丙烯酸(AA)为单体、GO为增强剂,采用原位聚合法制备了聚丙烯酸(PAA)/GO自修复水凝胶。考查了不同GO含量下,PAA/GO自修复水凝胶的溶胀性能,并探讨了GO含量、Fe3+含量和H2O含量对PAA/GO自修复水凝胶力学性能的影响,研究了PAA/GO自修复水凝胶的自修复性能。结果表明,Fe3+含量、GO含量和H2O单体含量分别为0.5 %（摩尔分数）、0.5 %（质量分数,下同）、80 %时,具有最佳力学性能（其拉伸强度为743.5 kPa,断裂伸长率为2940.5 %）;GO含量为0.25 %时,PAA/GO自修复水凝胶的吸水性能最大;PAA/GO自修复水凝胶具有优异的自修复性能。     

甲基纤维素对乙酰化纳米纤维素凝胶化行为的影响

通过以甲基纤维素(MC)与乙酰化纳米纤维素(ACNF)复合制备水凝胶,利用傅里叶红外光谱、流变仪、激光共聚焦显微镜等考察了MC与ACNF分子间作用力以及不同相对分子质量MC在ACNF临界凝胶质量分数附近对复合水凝胶微观结构与动态流变性质的影响。结果表明,复合凝胶通过氢键、范德华力及疏水作用等形成网络结构,ACNF临界凝胶质量分数为2%～3%;当ACNF质量分数为2%时,MC能提供更多的交联点促进凝胶三维网络结构的形成(桥连作用),表现为黏弹性模量与线性黏弹性区应变值均随着MC相对分子质量的增加而增加;当ACNF质量分数为3%时,MC能强化已有凝胶网络结构特征(填充作用),表现为黏弹性模量随着MC相对分子质量的增加而增加、线性黏弹性区应变值几乎保持不变。温度升高会改变体系氢键与疏水作用的占比,从而改变复合凝胶的流变性能。     

坯釉一次烧成法制备表层致密的碳化硅耐火材料

为了降低凝胶注模法制备的碳化硅耐火材料的表面气孔率,延长其使用寿命,以轻质碳酸钙微粉23%(w)、氧化铝微粉33%(w)、堇青石40%(w)、钾长石4%(w)的粉料配比制成固相质量分数为25%的釉浆,将其喷淋在丙烯酰胺体系水基凝胶成型工艺制备的碳化硅干燥坯体表面,在150℃干燥18 h后,在1 430℃保温4 h烧成,然后检测烧后试样的体积密度、显气孔率、真气孔率,并进行SEM和EDS分析。结果表明:烧后试样表层生成了厚度约为400μm、显气孔率为6.37%的致密釉层,有望对熔体的侵入起阻挡作用,延长碳化硅耐火材料的使用寿命。     

磷酸二氢铝和磷酸球磨改性氮化铝粉末工艺研究

采用机械球磨法,以磷酸二氢铝和磷酸为改性剂,制备了抗水解氮化铝粉末,并研究了改性氮化铝粉末在水基球磨过程中的稳定性。通过X射线衍射(XRD)和氮含量测定对改性前后氮化铝粉末进行了表征,并讨论了磷酸二氢铝和磷酸的加入量、球磨时间和球料质量比对改性效果的影响。结果表明:在磷酸二氢铝和磷酸的添加质量分别为氮化铝质量的1%和2.5%、球磨时间为2 h、球料质量比为3∶1的条件下,氮化铝的改性效果最佳;改性氮化铝粉末在60℃水中浸泡24 h后,其氮质量分数为32.97%,且其X射线衍射谱图中未发现氢氧化铝相,说明其抗水解能力得到显著提高;改性氮化铝粉末在水中高速球磨16 h后,其氮质量分数约为32%,氮化铝悬浮液的pH约为6,说明其在水基球磨过程中具有较好的稳定性。     

基于乳化液体系脂肪酶球形酶的制备

在含有脂肪酶的油包水(W/O)乳化液体系中添加交联剂,经乳化交联后通过离心分离得到脂肪酶球形酶颗粒,考察了不同交联剂、交联时间和酶液质量浓度对球形酶活性的影响,得到制备脂肪酶球形酶的适宜条件为:以体积比1∶1的体积分数25%戊二醛溶液与体积分数3%聚乙烯亚胺溶液,在室温下反应5 min而形成的Glu-PEI共聚物为交联剂,交联2 h,酶质量浓度为50 g/L时形成的球形酶酶活残留率最高达到86.3%。     

双交联剂体系氨基酰化酶交联聚体的制备

采用酶交联聚集体技术（CLEAs）制备氨基酰化酶(EC 3.51.14)交联聚集体,优化了制备条件。90%（体积比）乙醇为沉淀剂,戊二醛和乙二醇二缩水甘油醚（EGDE）作为混合交联剂,以酶、戊二醛和EGDE的质量比为1.00∶0.75∶2.00,在30 ℃下交联12 h。制备所得氨基酰化酶CLEA酶活保留率为63.42%。氨基酰化酶经固定化后热稳定性得到增强,热失活过程由自由酶的一阶指数失活模型变为二阶指数失活模型,分子间亚基的结合力得到显著加强。自由酶在37 ℃下保存24 h后几乎损失了所有活力,而氨基酰化酶CLEA则保留了43%的酶活力,在57 ℃下保存24 h后仍有32%的酶活力保留。此外,氨基酰化酶CLEA重复使用性能得到明显提升,在重复水解底物10次后仍保留了72%的酶活力。     

海藻酸钠-明胶协同固定化S-腺苷甲硫氨酸合成酶的研究

以海藻酸钠和明胶为载体,对S-腺苷甲硫氨酸合成酶进行固定化。再用戊二醛对其进一步交联,增强固定化酶的稳定性。考察了海藻酸钠和明胶质量分数、CaCl2质量分数、酶和载体比例以及交联剂戊二醛体积分数等因素对固定化酶的影响。结果表明,最佳固定化条件为:海藻酸钠质量分数2.0%、明胶质量分数1.0%、CaCl2质量分数4.0%、固定化酶量为2.5 g/L凝胶、戊二醛体积分数0.6%。交联固定化酶热稳定性得到大幅度提高,在50℃下保温5 h仍保留72%的活力,而游离酶则完全失活。交联固定化酶在碱性溶液中的稳定性较高,在pH=8.0～9.0的缓冲液中4℃保温10 h酶活性仍保留87%以上。将交联固定化酶用于S-腺苷甲硫氨酸的合成,连续反应8批次后酶活性仍保留65%。