磁性纳米复合材料的制备及其固定化纤维素酶的研究

发布时间：2017-05-17 04:14

  本文关键词：磁性纳米复合材料的制备及其固定化纤维素酶的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由木质纤维素经过水解发酵而成的纤维素乙醇,具有原材料易获得、燃烧无污染等优点,成为近年来的研究热点。纤维素酶可以经过一系列的协同作用将纤维素水解为葡萄糖,是生产纤维素乙醇最有前景的水解方法。通过固定化,纤维素酶可以在较苛刻的条件下仍具有较高的反应活性,并且可以通过一定手段进行回收和重复利用,降低纤维素酶水解过程的成本。因此设计、制备出可磁性分离的固定化酶载体是一种提高酶利用效率的简单有效的手段。本学位论文以磁性Fe304纳米粒子为原料,选用壳聚糖、氧化石墨烯、聚多巴胺等功能性材料为辅助材料,制备出了不同的固定化酶载体；用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)和X射线粉末衍射(XRD)等对上述载体进行了表征；研究了上述载体固定化纤维素酶在不同pH值、温度条件下的相对酶活和重复使用性。本学位论文研究的主要内容有：(1)采用共沉淀法制备磁性Fe304纳米粒子,与传统制备方法相比,这种方法较为简单并且颗粒较小,能够有效地实现磁性分离。以戊二醛为交联剂,采用反相交联法制备了磁性壳聚糖(Fe3O4@CS)纳米粒子,制得的磁性壳聚糖具有较好的磁性分离效果。使用考马斯亮蓝法和DNS法测定固定化酶的量和固定化酶的性质。研究结果表明,固定化酶对于pH值和温度的稳定性都较游离酶有所提高。(2)设计了一种新的固定化载体,采用超声法制备了以乙二胺为核的聚酰胺-胺(PAMAM)树枝状分子,将PAMAM树枝体通过EDC缩合作用接到氧化石墨烯表面,然后将磁性Fe304原位生成在氧化石墨烯树枝体上,制备了磁性氧化石墨烯树枝体(Fe3O4/GO/PAMAM)复合材料。结果表明,该复合载体固定的纤维素酶的分散性能优异,且具有很好的pH稳定性和热稳定性,并可通过磁性分离回收重复使用。(3)通过一种简单的方法制备了聚多巴胺包覆的Fe304磁性纳米粒子,利用聚多巴胺的粘附性,自发的将纤维素酶固定在磁性纳米粒子上。该方法路线简单,不仅节约了成本,还提高了磁性粒子的功能化效率,是一种简单有效的固定化方式。采用仿生法固定纤维素酶,可以避免纤维素酶在固定化的过程中失活。
【关键词】：纤维素酶 固定化 Fe_3O_4纳米粒子 壳聚糖 氧化石墨烯 树枝体 多巴胺
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB33;O629.8
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-30
• 1.1 纤维素10-13
• 1.1.1 纤维素的简介10-12
• 1.1.2 纤维素乙醇的生产技术12-13
• 1.2 纤维素酶13-15
• 1.2.1 纤维素酶的来源13
• 1.2.2 纤维素酶的组成13-14
• 1.2.3 纤维素酶的工作原理14-15
• 1.2.4 纤维素酶的应用15
• 1.3 固定化酶15-19
• 1.3.1 固定化酶的简介16
• 1.3.2 固定化酶的制备方法16-18
• 1.3.3 固定化酶载体的研究进展18-19
• 1.4 磁性纳米材料固定化酶19-21
• 1.5 本学位论文选题指导思想21-23
• 参考文献23-30
• 第二章 磁性壳聚糖(Fe_3O_4@CS)纳米粒子的制备及其固定化纤维素酶的研究30-45
• 2.1 前言30-31
• 2.2 实验部分31-33
• 2.2.1 原料、试剂和测试仪器31
• 2.2.2 磁性Fe_3O_4纳米粒子的制备31
• 2.2.3 磁性壳聚糖(Fe_3O_4@CS)纳米粒子的制备31-32
• 2.2.4 磁性壳聚糖(Fe_3O_4@CS)纳米粒子固定化纤维素酶的研究32
• 2.2.5 纤维素酶的活性研究32-33
• 2.3 结果与讨论33-40
• 2.3.1 磁性壳聚糖(Fe_3O_4@CS)纳米粒子的表征33-37
• 2.3.2 Fe_3O_4@CS纳米粒子的磁学性质37
• 2.3.3 磁性Fe_3O_4@CS纳米粒子固定化纤维素酶37-40
• 2.4 本章小结40-42
• 参考文献42-45
• 第三章 磁性氧化石墨烯树枝体(Fe_3O_4/GO/PAMAM)复合材料的制备及其固定化纤维素酶的研究45-62
• 3.1 前言45-46
• 3.2 实验部分46-48
• 3.2.1 原料、试剂和测试仪器46-47
• 3.2.2 磁性氧化石墨烯树枝体(Fe_3O_4/GO/PAMAM)的制备47
• 3.2.3 磁性氧化石墨烯树枝体(Fe_3O_4/GO/PAMAM)固定化纤维素酶47-48
• 3.2.4 磁性氧化石墨烯树枝体(Fe_3O_4/GO/PAMAM)固定化酶的酶学性质的测定48
• 3.3 结果和讨论48-58
• 3.3.1 磁性氧化石墨烯树枝体(Fe_3O_4/GO/PAMAM)的表征48-52
• 3.3.2 Fe_3O_4/GO/PAMAM磁学性质52-53
• 3.3.3 Fe_3O_4/GO/PAMAM固定化纤维素酶53-58
• 3.4 本章小结58-59
• 参考文献59-62
• 第四章 磁性聚多巴胺(Fe_3O_4@PDA)的制备及其固定化纤维素酶的研究62-74
• 4.1 前言62-63
• 4.2 实验部分63-64
• 4.2.1 原料、试剂和测试仪器63
• 4.2.2 磁性聚多巴胺(Fe_3O_4@PDA)的制备63-64
• 4.2.3 磁性聚多巴胺(Fe_3O_4@PDA)固定化纤维素酶64
• 4.2.4 磁性聚多巴胺(Fe_3O_4@PDA)固定化纤维素酶的酶学性质测定64
• 4.3 结果与讨论64-71
• 4.3.1 磁性聚多巴胺(Fe_3O_4@PDA)的合成64-66
• 4.3.2 磁性聚多巴胺(Fe_3O_4@PDA)的表征66-68
• 4.3.3 Fe_3O_4@PDA磁学性质68
• 4.3.4 磁性聚多巴胺(Fe_3O_4@PDA)固定化纤维素酶68-71
• 4.4 本章小结71-72
• 参考文献72-74
• 全文总结74-75
• 攻读硕士学位期间已发表和待发表的论文75-76
• 致谢76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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2 王彩萍;蔺存国;张金伟;陈守刚;;贻贝粘附蛋白及其衍生物多巴胺的研究进展[J];材料开发与应用;2014年04期

3 王俊,杨锦宗,陈红侠,刘伟华;发散法合成树枝状高分子聚酰胺-胺[J];合成化学;2001年01期

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中国硕士学位论文全文数据库 前1条

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  本文关键词：磁性纳米复合材料的制备及其固定化纤维素酶的研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：372536