發(fā)布時間：2017-09-09 11:40

  本文關(guān)鍵詞：碳酸酐酶在聚合物微孔膜表面的固定化

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【摘要】：近年來,碳酸酐酶(CA)在CO_2捕集領(lǐng)域的應(yīng)用受到人們的關(guān)注,然而,由于價格昂貴,游離酶在使用時活性易受到多種環(huán)境因素的影響,穩(wěn)定性較低且不易回收,因此有必要對其進行固定化。本文分別以聚偏氟乙烯(PVDF)平板膜和聚乙烯(PE)中空纖維膜為載體,采用共價結(jié)合的方式固定化CA;以乙酸對硝基苯酯(p-NPA)水解法測定酶活,對固定化條件進行了優(yōu)化;考察了固定化酶的儲存穩(wěn)定性;并通過測定CaCO_3的生成速率,研究了固定化CA對CO_2吸收的促進作用。以PVDF平板膜為載體,用等離子體活化技術(shù)在載體表面引入羥基,再用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)接枝改性,最后利用戊二醛(GA)將CA固載在膜表面。結(jié)果表明,PVDF膜表面的接枝率和氨基密度先隨著KH550濃度增加而增大,然后分別在KH550濃度為12.16 wt%和6.67 wt%時達到飽和。最優(yōu)的固定化條件為:氨基密度為6.048×10-8 mol/cm2,酶濃度為0.8 mg/m L,GA濃度為0.2 wt%,p H 7.5條件下固載20 h,酶活回收率為60.12%。以帶羥基的PVDF平板膜為載體,用γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)偶聯(lián)后,將CA固載在膜表面。結(jié)果表明,接枝率和表面環(huán)氧基密度先隨著KH560濃度增加而增大,然后分別在KH560濃度為10.01 wt%和6.26 wt%時達到飽和。最優(yōu)的固定化條件為:環(huán)氧基密度為4.48×10-7 mol/cm2(1.06×10-3 mol/100g),酶濃度為1.0 mg/m L,pH 8.0,固載時間為12 h,酶活回收率為33.02%。以PE中空纖維膜為載體,用紫外光接枝法在膜表面接枝丙烯酸(AA),然后在碳二亞胺活化劑作用下固定化CA。最優(yōu)固定化條件為:接枝率為9.51%,活化劑濃度0.075 g/m L,酶濃度為0.8 mg/m L,pH 7.5,固載時間為22 h,反應(yīng)溫度為45℃。固載量可達18.9 mg/g,酶活回收率為11.78%。比較以上三種方法固定化CA在磷酸鹽緩沖液中的儲存穩(wěn)定性,4℃時三種固定化酶的半衰期依次為82、78、75天,游離酶為32天;25℃時固定化酶的半衰期依次為50、37、35天,游離酶為20天。將三種固定化酶用于CO_2吸收實驗,CaCO_3生成速率分別為游離酶的76%、65%和57%,為不加CA時的6、2.5和1.67倍。
【關(guān)鍵詞】：碳酸酐酶 固定化 聚偏氟乙烯 聚乙烯 CO_2吸收
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：Q814.2;O631
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-27
• 1.1 碳酸酐酶固定化的研究進展9-25
• 1.1.1 吸附法9-12
• 1.1.2 包埋法12-13
• 1.1.3 共價法13-19
• 1.1.4 交聯(lián)法19-25
• 1.2 本課題的意義及研究內(nèi)容25-27
• 1.2.1 研究意義25-26
• 1.2.2 研究內(nèi)容26-27
• 第二章 聚偏氟乙烯膜表面等離子體改性固定化碳酸酐酶27-44
• 2.1 試劑與儀器27-28
• 2.1.1 試劑和材料27-28
• 2.1.2 儀器設(shè)備28
• 2.2 實驗部分28-32
• 2.2.1 PVDF膜表面水等離子改性28-29
• 2.2.2 PVDF膜表面接枝硅烷偶聯(lián)劑29
• 2.2.3 膜表征29-30
• 2.2.4 CA固定化和活力測定30-32
• 2.2.5 CO_2吸收實驗32
• 2.3 結(jié)果與討論32-43
• 2.3.1 PVDF平板膜表面改性及表征32-35
• 2.3.2 PVDF-KH550膜固定化CA的工藝條件優(yōu)化35-38
• 2.3.3 PVDF-KH560膜固定化CA的工藝條件優(yōu)化38-42
• 2.3.4 CA對CO_2吸收的影響42-43
• 2.4 本章小結(jié)43-44
• 第三章 聚乙烯膜紫外光接枝改性固定化碳酸酐酶44-53
• 3.1 試劑與儀器44-45
• 3.1.1 試劑和材料44-45
• 3.1.2 儀器設(shè)備45
• 3.2 實驗部分45-46
• 3.2.1 PE中空纖維膜的接枝改性45
• 3.2.2 CA固定化和活力測定45-46
• 3.3 結(jié)果與討論46-52
• 3.3.1 接枝率對固定化CA的影響46-47
• 3.3.2 活化劑濃度對固定化CA的影響47
• 3.3.3 CA濃度對固定化CA的影響47-48
• 3.3.4 pH值對固定化的影響48-49
• 3.3.5 反應(yīng)時間對固定化CA的影響49
• 3.3.6 反應(yīng)溫度對固定化CA的影響49-50
• 3.3.7 PE中空纖維膜固定化CA的儲存穩(wěn)定性50-51
• 3.3.8 CA對CO_2吸收的影響51-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 結(jié)論與展望53-55
• 參考文獻55-62
• 碩士期間發(fā)表論文情況62-63
• 致謝63

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本文編號：820237