聚乙烯醇生物降解的条件优化及其过程机理分析
发布时间：2021-08-14 10:34
近几十年来,国内外学者对聚乙烯醇及其材料的生物降解进行了大量研究,研究方向主要集中在聚乙烯醇降解菌株的筛选、降解酶的分离纯化及相关降解酶基因等几个方面,虽然取得了较大进展,但降解效率仍然相对较低,生物降解机制也不够清晰、完善,难以将微生物处理聚乙烯醇技术应用于实际。本研究利用实验室前期获得的一株聚乙烯醇降解菌株苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis.DG02,一方面通过该菌株培养条件的优化,促进微生物的快速生长;另一方面,通过降解条件的工艺优化,对聚乙烯醇进行氧化改性,提高材料的生物降解能力。同时,利用GPC、FTIR和UV-VIS等技术,对聚乙烯醇降解过程中的物质结构变化过程进行测定,对其降解机理进行初步分析。本论文获得的研究结果如下:1、在经过优化的条件下,对聚乙烯醇进行为期7d的降解,其降解率可以达到70.27%,比优化前提高了10.86%。2、透明圈实验表明,菌株Bacillus thuringiensis.DG02对聚合度不同或醇解度不同的聚乙烯醇基料PVA1788,PVA1792,PVA1799,PVA1088,PVA1888,PVA2488等,均具有降...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
聚乙烯醇制备工艺图
2.4.1 PVA1788 浓度标准曲线 PVA1788 溶液与 KI-I2、硼酸溶液反应形成了黄绿色稳定化合物，且聚乙烯醇浓度不同，反应液颜色深度各有差异，PVA1788 浓度越高，颜色越深。同时，该化合物在最大吸收峰波长 680nm 处的吸光度与 PVA1788 浓度成正比，所得标准曲线如图 2-1所示。通过对曲线进行线性拟合，得 PVA1788 标准曲线方程：y=1.22549x+0.06477，R2=99.628%。其中 x 表示 PVA1788 浓度，y 表示吸光度。由图可知，在λmax=680nm处，PVA1788 浓度与其对应的 OD 值呈现出良好的线性关系。
华南理工大学硕士学位论文18上述结果表明通过对降解菌株的传代驯化，其对该降解环境的适应能力有所增强，同时对聚乙烯醇的降解能力也有了进一步的提高。图2-2驯化后的菌株生长及聚乙烯醇降解曲线Fig.2-2Straingrowthandpolyvinylalcoholdegradationafteracclimation2.4.3培养条件优化对PVA生物降解能力的影响2.4.3.1最适大量元素种类与浓度的确定如图2-3所示，不同质量浓度的大量元素（如K、P、Ca、Fe、Na、Mg等）对Bacillusthuringiensis.DG02降解聚乙烯醇影响不同，根据图中信息可知，各大量元素均具有最适浓度，在该浓度下Bacillusthuringiensis.DG02对聚乙烯醇降解效果最好，同时，聚乙烯醇的降解率随各大量元素质量浓度的升高，总体上呈现出先增加后降低的趋势。其中，从图a中可以看出，当磷酸氢二钾的质量浓度为0.15g/L时，培养3d后，菌株对聚乙烯醇的降解率达到了19.12%；从图b中可以看出，当硫酸镁的质量浓度由0.05g/L增加到0.25g/L时，聚乙烯醇的降解率先增加后缓慢降低，尤其当浓度增加到0.10g/L时，聚乙烯醇降解率明显提升，在该质量浓度下，Bacillusthuringiensis.DG02对聚乙烯醇的降解效果最佳，降解率达到了约24.15%；从图c中可以看出，七水合硫酸亚铁在最适浓度0.15g/L下，Bacillusthuringiensis.DG02对聚乙烯醇的降解率可以达到27.31%；从图d中可以看出，当氯化钙质量浓度为0.10g/L时，菌株对聚
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚乙烯醇纤维应用与研究进展[J]. 赵兴,张兴祥. 天津纺织科技. 2007(01)
[2]一株聚乙烯醇降解菌的降解特性[J]. 张兴,堵国成,陈坚. 化工学报. 2006(07)
[3]PVA及其复合材料生物降解研究进展[J]. 张惠珍,刘白玲,罗荣. 中国科学院研究生院学报. 2005(06)
[4]聚乙烯醇改性及降解研究进展[J]. 肖良建,陈庆华. 化学与生物工程. 2005(05)
[5]聚乙烯醇薄膜的生产及应用现状与展望[J]. 王婧,苑会林,马沛岚,李军. 塑料. 2005(02)
[6]聚乙烯醇及其应用[J]. 张毅,汪明礼. 黄山学院学报. 2004(03)
[7]GPC法测定PVA的分子量及其分布[J]. 薛威. 甘肃化工. 2003(01)
[8]聚乙烯醇生物降解的影响因素[J]. 刘白玲,曾祥成,杨金华,贾艳伟,张颖,李坤福. 材料研究学报. 2000(S1)
[9]现代近红外光谱技术及应用进展[J]. 徐广通,袁洪福,陆婉珍. 光谱学与光谱分析. 2000(02)
[10]高分子量聚乙烯醇的合成及其分子量分布和立构规整性[J]. 王锐,董纪震. 北京服装学院学报. 1996(01)
硕士论文
[1]聚乙烯醇材料降解微生物的菌群结构分析及其作用菌株分离[D]. 段梦洁.华南理工大学 2018
[2]新型聚乙烯醇降解菌的筛选及降解特性的研究[D]. 荣达.东华大学 2010
[3]PVA的分子量及醇解度与生物降解性能的关系[D]. 吴岳.东华大学 2009
[4]生物活性剂—聚乙烯醇在可环境消纳塑料中的应用[D]. 肖良建.福建师范大学 2006
[5]Fenton氧化法降解聚乙烯醇的条件确定及机理初探[D]. 曹扬.江南大学 2005
本文编号：3342311
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
聚乙烯醇制备工艺图
2.4.1 PVA1788 浓度标准曲线 PVA1788 溶液与 KI-I2、硼酸溶液反应形成了黄绿色稳定化合物，且聚乙烯醇浓度不同，反应液颜色深度各有差异，PVA1788 浓度越高，颜色越深。同时，该化合物在最大吸收峰波长 680nm 处的吸光度与 PVA1788 浓度成正比，所得标准曲线如图 2-1所示。通过对曲线进行线性拟合，得 PVA1788 标准曲线方程：y=1.22549x+0.06477，R2=99.628%。其中 x 表示 PVA1788 浓度，y 表示吸光度。由图可知，在λmax=680nm处，PVA1788 浓度与其对应的 OD 值呈现出良好的线性关系。
华南理工大学硕士学位论文18上述结果表明通过对降解菌株的传代驯化，其对该降解环境的适应能力有所增强，同时对聚乙烯醇的降解能力也有了进一步的提高。图2-2驯化后的菌株生长及聚乙烯醇降解曲线Fig.2-2Straingrowthandpolyvinylalcoholdegradationafteracclimation2.4.3培养条件优化对PVA生物降解能力的影响2.4.3.1最适大量元素种类与浓度的确定如图2-3所示，不同质量浓度的大量元素（如K、P、Ca、Fe、Na、Mg等）对Bacillusthuringiensis.DG02降解聚乙烯醇影响不同，根据图中信息可知，各大量元素均具有最适浓度，在该浓度下Bacillusthuringiensis.DG02对聚乙烯醇降解效果最好，同时，聚乙烯醇的降解率随各大量元素质量浓度的升高，总体上呈现出先增加后降低的趋势。其中，从图a中可以看出，当磷酸氢二钾的质量浓度为0.15g/L时，培养3d后，菌株对聚乙烯醇的降解率达到了19.12%；从图b中可以看出，当硫酸镁的质量浓度由0.05g/L增加到0.25g/L时，聚乙烯醇的降解率先增加后缓慢降低，尤其当浓度增加到0.10g/L时，聚乙烯醇降解率明显提升，在该质量浓度下，Bacillusthuringiensis.DG02对聚乙烯醇的降解效果最佳，降解率达到了约24.15%；从图c中可以看出，七水合硫酸亚铁在最适浓度0.15g/L下，Bacillusthuringiensis.DG02对聚乙烯醇的降解率可以达到27.31%；从图d中可以看出，当氯化钙质量浓度为0.10g/L时，菌株对聚
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚乙烯醇纤维应用与研究进展[J]. 赵兴,张兴祥. 天津纺织科技. 2007(01)
[2]一株聚乙烯醇降解菌的降解特性[J]. 张兴,堵国成,陈坚. 化工学报. 2006(07)
[3]PVA及其复合材料生物降解研究进展[J]. 张惠珍,刘白玲,罗荣. 中国科学院研究生院学报. 2005(06)
[4]聚乙烯醇改性及降解研究进展[J]. 肖良建,陈庆华. 化学与生物工程. 2005(05)
[5]聚乙烯醇薄膜的生产及应用现状与展望[J]. 王婧,苑会林,马沛岚,李军. 塑料. 2005(02)
[6]聚乙烯醇及其应用[J]. 张毅,汪明礼. 黄山学院学报. 2004(03)
[7]GPC法测定PVA的分子量及其分布[J]. 薛威. 甘肃化工. 2003(01)
[8]聚乙烯醇生物降解的影响因素[J]. 刘白玲,曾祥成,杨金华,贾艳伟,张颖,李坤福. 材料研究学报. 2000(S1)
[9]现代近红外光谱技术及应用进展[J]. 徐广通,袁洪福,陆婉珍. 光谱学与光谱分析. 2000(02)
[10]高分子量聚乙烯醇的合成及其分子量分布和立构规整性[J]. 王锐,董纪震. 北京服装学院学报. 1996(01)
硕士论文
[1]聚乙烯醇材料降解微生物的菌群结构分析及其作用菌株分离[D]. 段梦洁.华南理工大学 2018
[2]新型聚乙烯醇降解菌的筛选及降解特性的研究[D]. 荣达.东华大学 2010
[3]PVA的分子量及醇解度与生物降解性能的关系[D]. 吴岳.东华大学 2009
[4]生物活性剂—聚乙烯醇在可环境消纳塑料中的应用[D]. 肖良建.福建师范大学 2006
[5]Fenton氧化法降解聚乙烯醇的条件确定及机理初探[D]. 曹扬.江南大学 2005
本文编号：3342311
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3342311.html
