本文關(guān)鍵詞：三維有序介孔碳—溶菌酶復(fù)合材料的制備及消毒性能研究

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【摘要】：水是最寶貴的自然資源之一,但是現(xiàn)在卻因為各種各樣的人為原因被污染。其中,水體微生物的污染給人體健康形成了很大的威脅,因為各種病原菌與水生疾病密切相關(guān)。雖然現(xiàn)有的傳統(tǒng)的消毒技術(shù)可以有效地殺滅病原菌,但是還存在著產(chǎn)生有害消毒副產(chǎn)物、成本高等問題。為了解決這些問題,越來越多的研究者開始關(guān)注一些低成本的天然有機消毒材料,比如,殼聚糖、溶菌酶等。所以,本研究旨在發(fā)展一種安全、可靠、有效的消毒處理技術(shù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的消毒技術(shù),成功制備出了一種新穎的消毒材料。該消毒材料是以三維有序介孔碳為載體,采用共價交聯(lián)法將溶菌酶固定到載體上。在本研究中,載體材料是以有序二氧化硅為模板,糠醇為碳源,制備而成,在溶菌酶固定過程中,對影響溶菌酶固定數(shù)量和固定酶活性的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,如溶菌酶液的初始濃度、pH值、固定時間、固定溫度,并利用透射電鏡、傅里葉紅外光譜、小角X射線衍射光譜等表征手段對合成的消毒材料進(jìn)行了表征分析。然后,以金黃色葡萄球菌為對象,評估了消毒材料的殺菌效果,并研究了pH對細(xì)菌去除率的影響及重復(fù)利用性能；最后利用金黃色葡萄球菌的透射電鏡圖探討了該消毒材料的消毒機理。實驗結(jié)果表明,本研究制備的載體材料三維有序介孔碳,它的孔道結(jié)構(gòu)高度有序、孔徑大小可調(diào),且具有較大的比表面積和孔容,雖然經(jīng)硝酸氧化處理后,三維有序介孔碳的孔道結(jié)構(gòu)受到了一定的破壞,但主要的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)仍然被保留了下來,羧基官能團(tuán)也被成功地引入了三維有序介孔碳上；表征分析表明,溶菌酶分子被牢固地固定到了載體上,且沒有引起酶分子二級結(jié)構(gòu)的較大變化,在最優(yōu)的固定條件下,溶菌酶液濃度為2 mg/mL,pH=10,固定時間為9 h,固定溫度為25℃時,溶菌酶固定量和固定酶的相對酶活分別為842 mg/g和81%；但是在消毒實驗中發(fā)現(xiàn),溶菌酶濃度為3 mg/mL制備的消毒材料具有最大的細(xì)菌去除率(96.5%),且pH會影響消毒效果,在pH為5時,2小時內(nèi)可去除98.1%的細(xì)菌,該消毒材料還具有持久的消毒效果,該消毒材料高效的細(xì)菌去除是三維有序介孔碳吸附作用和固定溶菌酶水解作用共同作用的結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：飲用水消毒 溶菌酶 三維有序介孔碳 固定化 抗菌機理
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R123.6;TB33
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-26
• 1.1 飲用水消毒技術(shù)12-18
• 1.1.1 傳統(tǒng)消毒技術(shù)12-15
• 1.1.2 新興消毒技術(shù)15-18
• 1.2 溶菌酶的性質(zhì)及應(yīng)用18-19
• 1.2.1 溶菌酶的性質(zhì)18
• 1.2.2 溶菌酶固定的研究進(jìn)展18-19
• 1.3 有序介孔材料概述19-22
• 1.3.1 有序介孔碳及其制備20-21
• 1.3.2 有序介孔碳材料的功能化21
• 1.3.3 有序介孔碳材料在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用21-22
• 1.4 酶固定方法概述22-23
• 1.4.1 吸附法22
• 1.4.2 共價鍵合法22-23
• 1.4.3 交聯(lián)法23
• 1.4.4 包埋法23
• 1.5 本文的研究目的、內(nèi)容及技術(shù)路線23-26
• 1.5.1 研究目的23-24
• 1.5.2 研究內(nèi)容24
• 1.5.3 技術(shù)路線24-26
• 第2章 三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料的制備26-39
• 2.1 試劑與儀器26-27
• 2.1.1 實驗試劑26
• 2.1.2 實驗儀器26-27
• 2.2 實驗方法27-30
• 2.2.1 三維有序介孔碳的合成及修飾27-28
• 2.2.2 溶菌酶的固定及條件優(yōu)化28-29
• 2.2.3 溶菌酶固定量的測定29
• 2.2.4 溶菌酶活性的測定29-30
• 2.2.5 材料的表征30
• 2.3 實驗結(jié)果與討論30-38
• 2.3.1 材料的表征結(jié)果30-34
• 2.3.2 溶菌酶最適固定條件的確定34-38
• 2.4 小結(jié)38-39
• 第3章 三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料的消毒性能研究39-47
• 3.1 試劑與儀器39
• 3.1.1 實驗試劑39
• 3.1.2 實驗儀器39
• 3.2 實驗方法39-40
• 3.2.1 菌種的培養(yǎng)39-40
• 3.2.2 復(fù)合材料的抗菌實驗40
• 3.2.3 抗菌機理的研究40
• 3.3 實驗結(jié)果與討論40-45
• 3.3.1 不同比例復(fù)合材料的抗菌效果40-42
• 3.3.2 pH對抗菌效果的影響42-43
• 3.3.3 復(fù)合材料的重復(fù)利用性43
• 3.3.4 抗菌機理研究43-45
• 3.4 小結(jié)45-47
• 結(jié)論47-49
• 1 研究結(jié)論47
• 2 研究展望47-49
• 參考文獻(xiàn)49-60
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄60-62
• 附錄B 攻讀碩士學(xué)位期間所申請國家發(fā)明專利目錄62-63
• 附錄C 攻讀碩士學(xué)位期間參與的研究課題63-64
• 致謝64

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本文編號：921617