固定化纤维素酶酶解木质纤维过程优化
发布时间：2021-08-14 10:42
利用地球上广泛存在的木质纤维这一可再生碳源制备生物乙醇替代传统化石燃料,不仅可以降低空气污染,还能可持续地为人类提供能源。在生物乙醇制备过程中,利用纤维素酶对木质纤维进行酶解糖化是生产生物乙醇的一个重要环节,然而纤维素酶成本过高,严重制约着生物乙醇的产业化发展。本课题使用磁性Fe3O4@SiO2纳米粒子作为载体对纤维素酶进行固定,并优化了固定化纤维素酶酶解木质纤维过程,既可以提升纤维素酶的稳固性,又可以达到重复回收利用的目的,具有较好的应用前景。其主要研究成果如下:1.利用改良的化学共沉淀法制备Fe3O4磁性纳米粒子,使用溶胶-凝胶法,以Fe3O4纳米粒子为内核制备磁性Fe3O4@SiO2纳米粒子载体,利用扫描电子显微镜、zeta电位仪和磁滞回线实验仪对纳米粒子的结构、形态和磁性进行分析,所制备的磁性Fe3O4@SiO2纳米粒子呈球体状,粒径均匀。粒径分布在10nm到100nm之间,比表面积大,磁响应性效果优良,分散性好。Fe3O4@SiO2磁性复合载体经表面氨基化后,能与纤维素酶结合。研究对比了 Fe3O4和TEOS不同配比下制备的载体,在Fe3O4:TEOS（m:m）分别为2:1、...
【文章来源】：中南林业科技大学湖南省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２磁滞回线图??Ｆｉ２．２?Ｈｓｅｒｅｓｉｓ?ｌｏｏｄｉａｒａｍ??
硕上专业学位论文?同定化纤维素酶酶解木质纤维过程优化??磁性Ｆｅ３０４纳米粒子的粒径分布图更清晰地展现了粒径情况，几乎所有的磁性??Ｆｅ３〇４纳米粒子的粒径分布在ｌ〇ｎｍ到ｌＯＯｎｍ之间，一半以上的磁性Ｆｅ３〇４纳米??粒子粒径在５０ｎｍ以下。??？?：?￥＇ｓ．．??图２．３磁性Ｆｅ３０４纳米粒子扫描电镜图??Ｆｉｇ２．３?Ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）?ｐｉｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｆｅ．＾〇４??１６?ｒ??Ｍ??ｉｌ??０?Ｈ?１、？＿?＿?＿?ｌ＿?？?ｌ＿?＿?Ｉ＿麵…Ｉｎ?？?Ｌ－＃?１－＃?＇??０?５０?ＩＤＯ?１５０?２００?２Ｓ０?３００?３５０?４Ｄ０?４５０??粒径ｎｍ??图２．４磁性Ｆｅ３〇４纳米粒子的粒径分布图??Ｆｉｇ２．４?Ｐａｒｔｉｃｌｅ?ｓｉｚｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?Ｆｅ３〇４?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ??在扫描电镜下观察干燥的磁性复合Ｆｅ３〇４＠Ｓｉ０２纳米粒子载体，其表面形态??如图２．５所示。Ｆｅ３０４：ＴＥ０Ｓ（ｍ：ｍ）为２：１时，其形态呈球形，粒径约在２０ｎｍ－２５ｎｍ??之间，Ｆｅ３〇４?：ＴＥＯＳ?（ｍ：ｍ）为?１：１?时，粒径约在?３５ｎｍ－４０ｎｍ?之间，Ｆｅ３〇４?：ＴＥＯＳ??（ｍ：ｍ）为?１：２?时，粒径约在?４５ｎｍ－５５ｎｍ?之间，Ｆｅ３０４：ＴＥ０Ｓ?（ｍ：ｍ）为?１：３?时，??粒径约在８０ｎｍ－９０ｎｍ之间。制备时使用的ＴＥＯＳ质量占比越大，粒径越大。??２２??
硕上专业学位论文?同定化纤维素酶酶解木质纤维过程优化??磁性Ｆｅ３０４纳米粒子的粒径分布图更清晰地展现了粒径情况，几乎所有的磁性??Ｆｅ３〇４纳米粒子的粒径分布在ｌ〇ｎｍ到ｌＯＯｎｍ之间，一半以上的磁性Ｆｅ３〇４纳米??粒子粒径在５０ｎｍ以下。??？?：?￥＇ｓ．．??图２．３磁性Ｆｅ３０４纳米粒子扫描电镜图??Ｆｉｇ２．３?Ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）?ｐｉｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｆｅ．＾〇４??１６?ｒ??Ｍ??ｉｌ??０?Ｈ?１、？＿?＿?＿?ｌ＿?？?ｌ＿?＿?Ｉ＿麵…Ｉｎ?？?Ｌ－＃?１－＃?＇??０?５０?ＩＤＯ?１５０?２００?２Ｓ０?３００?３５０?４Ｄ０?４５０??粒径ｎｍ??图２．４磁性Ｆｅ３〇４纳米粒子的粒径分布图??Ｆｉｇ２．４?Ｐａｒｔｉｃｌｅ?ｓｉｚｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?Ｆｅ３〇４?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ??在扫描电镜下观察干燥的磁性复合Ｆｅ３〇４＠Ｓｉ０２纳米粒子载体，其表面形态??如图２．５所示。Ｆｅ３０４：ＴＥ０Ｓ（ｍ：ｍ）为２：１时，其形态呈球形，粒径约在２０ｎｍ－２５ｎｍ??之间，Ｆｅ３〇４?：ＴＥＯＳ?（ｍ：ｍ）为?１：１?时，粒径约在?３５ｎｍ－４０ｎｍ?之间，Ｆｅ３〇４?：ＴＥＯＳ??（ｍ：ｍ）为?１：２?时，粒径约在?４５ｎｍ－５５ｎｍ?之间，Ｆｅ３０４：ＴＥ０Ｓ?（ｍ：ｍ）为?１：３?时，??粒径约在８０ｎｍ－９０ｎｍ之间。制备时使用的ＴＥＯＳ质量占比越大，粒径越大。??２２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高产纤维素酶突变株的筛选及其产酶条件优化[J]. 邹宗胜,王婧雅,赵运英,毛银,邓禹. 食品科学. 2019(06)
[2]纤维素酶水解小麦秸秆的酶解动力学[J]. 王兴吉,刘文龙,闫宜江. 江苏农业科学. 2019(02)
[3]巴西二代生物乙醇技术发展现状及前景[J]. 何子林,娄春,周晚秋. 中外能源. 2018(11)
[4]从植物中获取纤维素新方法[J]. 郑宁来. 合成技术及应用. 2018(03)
[5]纳米载体固定化酶的最新研究进展（英文）[J]. 曹诗林,徐培,马永正,姚潇晓,姚远,宗敏华,李雪辉,娄文勇. 催化学报. 2016(11)
[6]磁性纳米材料载体固定纤维素酶技术研究进展[J]. 邢朝晖,苏跃龙,张琦,阮馨怡,林燕,王欣泽. 生物技术通报. 2015(08)
[7]氨基二氧化硅固定化纤维素酶及其特性[J]. 张博雅,杨婷,胡瑕,张剑波. 北京大学学报(自然科学版). 2014(05)
[8]氨基硅烷化磁性纳米微球固定化纤维素酶研究[J]. 张猛,许敬亮,张宇,张伟,刘云云,梁翠谊,袁振宏. 太阳能学报. 2013(02)
[9]氨基硅烷化磁性纳米复合微球固定化纤维素酶条件优化研究[J]. 张猛,许敬亮,张宇,刘云,梁翠谊,冯胜,袁振宏. 可再生能源. 2012(04)
硕士论文
[1]三维磁性氧化石墨烯聚乙烯醇新型复合材料—固定化酶的研究[D]. 李艳云.齐齐哈尔大学 2018
[2]酸爆杨木复合酶解发酵过程控制及动力学探究[D]. 刘娜.中南林业科技大学 2016
本文编号：3342321
【文章来源】：中南林业科技大学湖南省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２磁滞回线图??Ｆｉ２．２?Ｈｓｅｒｅｓｉｓ?ｌｏｏｄｉａｒａｍ??
硕上专业学位论文?同定化纤维素酶酶解木质纤维过程优化??磁性Ｆｅ３０４纳米粒子的粒径分布图更清晰地展现了粒径情况，几乎所有的磁性??Ｆｅ３〇４纳米粒子的粒径分布在ｌ〇ｎｍ到ｌＯＯｎｍ之间，一半以上的磁性Ｆｅ３〇４纳米??粒子粒径在５０ｎｍ以下。??？?：?￥＇ｓ．．??图２．３磁性Ｆｅ３０４纳米粒子扫描电镜图??Ｆｉｇ２．３?Ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）?ｐｉｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｆｅ．＾〇４??１６?ｒ??Ｍ??ｉｌ??０?Ｈ?１、？＿?＿?＿?ｌ＿?？?ｌ＿?＿?Ｉ＿麵…Ｉｎ?？?Ｌ－＃?１－＃?＇??０?５０?ＩＤＯ?１５０?２００?２Ｓ０?３００?３５０?４Ｄ０?４５０??粒径ｎｍ??图２．４磁性Ｆｅ３〇４纳米粒子的粒径分布图??Ｆｉｇ２．４?Ｐａｒｔｉｃｌｅ?ｓｉｚｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?Ｆｅ３〇４?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ??在扫描电镜下观察干燥的磁性复合Ｆｅ３〇４＠Ｓｉ０２纳米粒子载体，其表面形态??如图２．５所示。Ｆｅ３０４：ＴＥ０Ｓ（ｍ：ｍ）为２：１时，其形态呈球形，粒径约在２０ｎｍ－２５ｎｍ??之间，Ｆｅ３〇４?：ＴＥＯＳ?（ｍ：ｍ）为?１：１?时，粒径约在?３５ｎｍ－４０ｎｍ?之间，Ｆｅ３〇４?：ＴＥＯＳ??（ｍ：ｍ）为?１：２?时，粒径约在?４５ｎｍ－５５ｎｍ?之间，Ｆｅ３０４：ＴＥ０Ｓ?（ｍ：ｍ）为?１：３?时，??粒径约在８０ｎｍ－９０ｎｍ之间。制备时使用的ＴＥＯＳ质量占比越大，粒径越大。??２２??
硕上专业学位论文?同定化纤维素酶酶解木质纤维过程优化??磁性Ｆｅ３０４纳米粒子的粒径分布图更清晰地展现了粒径情况，几乎所有的磁性??Ｆｅ３〇４纳米粒子的粒径分布在ｌ〇ｎｍ到ｌＯＯｎｍ之间，一半以上的磁性Ｆｅ３〇４纳米??粒子粒径在５０ｎｍ以下。??？?：?￥＇ｓ．．??图２．３磁性Ｆｅ３０４纳米粒子扫描电镜图??Ｆｉｇ２．３?Ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）?ｐｉｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｆｅ．＾〇４??１６?ｒ??Ｍ??ｉｌ??０?Ｈ?１、？＿?＿?＿?ｌ＿?？?ｌ＿?＿?Ｉ＿麵…Ｉｎ?？?Ｌ－＃?１－＃?＇??０?５０?ＩＤＯ?１５０?２００?２Ｓ０?３００?３５０?４Ｄ０?４５０??粒径ｎｍ??图２．４磁性Ｆｅ３〇４纳米粒子的粒径分布图??Ｆｉｇ２．４?Ｐａｒｔｉｃｌｅ?ｓｉｚｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?Ｆｅ３〇４?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ??在扫描电镜下观察干燥的磁性复合Ｆｅ３〇４＠Ｓｉ０２纳米粒子载体，其表面形态??如图２．５所示。Ｆｅ３０４：ＴＥ０Ｓ（ｍ：ｍ）为２：１时，其形态呈球形，粒径约在２０ｎｍ－２５ｎｍ??之间，Ｆｅ３〇４?：ＴＥＯＳ?（ｍ：ｍ）为?１：１?时，粒径约在?３５ｎｍ－４０ｎｍ?之间，Ｆｅ３〇４?：ＴＥＯＳ??（ｍ：ｍ）为?１：２?时，粒径约在?４５ｎｍ－５５ｎｍ?之间，Ｆｅ３０４：ＴＥ０Ｓ?（ｍ：ｍ）为?１：３?时，??粒径约在８０ｎｍ－９０ｎｍ之间。制备时使用的ＴＥＯＳ质量占比越大，粒径越大。??２２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高产纤维素酶突变株的筛选及其产酶条件优化[J]. 邹宗胜,王婧雅,赵运英,毛银,邓禹. 食品科学. 2019(06)
[2]纤维素酶水解小麦秸秆的酶解动力学[J]. 王兴吉,刘文龙,闫宜江. 江苏农业科学. 2019(02)
[3]巴西二代生物乙醇技术发展现状及前景[J]. 何子林,娄春,周晚秋. 中外能源. 2018(11)
[4]从植物中获取纤维素新方法[J]. 郑宁来. 合成技术及应用. 2018(03)
[5]纳米载体固定化酶的最新研究进展（英文）[J]. 曹诗林,徐培,马永正,姚潇晓,姚远,宗敏华,李雪辉,娄文勇. 催化学报. 2016(11)
[6]磁性纳米材料载体固定纤维素酶技术研究进展[J]. 邢朝晖,苏跃龙,张琦,阮馨怡,林燕,王欣泽. 生物技术通报. 2015(08)
[7]氨基二氧化硅固定化纤维素酶及其特性[J]. 张博雅,杨婷,胡瑕,张剑波. 北京大学学报(自然科学版). 2014(05)
[8]氨基硅烷化磁性纳米微球固定化纤维素酶研究[J]. 张猛,许敬亮,张宇,张伟,刘云云,梁翠谊,袁振宏. 太阳能学报. 2013(02)
[9]氨基硅烷化磁性纳米复合微球固定化纤维素酶条件优化研究[J]. 张猛,许敬亮,张宇,刘云,梁翠谊,冯胜,袁振宏. 可再生能源. 2012(04)
硕士论文
[1]三维磁性氧化石墨烯聚乙烯醇新型复合材料—固定化酶的研究[D]. 李艳云.齐齐哈尔大学 2018
[2]酸爆杨木复合酶解发酵过程控制及动力学探究[D]. 刘娜.中南林业科技大学 2016
本文编号：3342321
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