秸秆水解液发酵产丁二酸高产菌株的选育及其代谢调控

采用酸解与酶解处理秸秆并对菌株代谢途径进行分析,以软X射线诱变选育乙酸及乳酸代谢阻断突变株,并围绕HMP与EMP流量比调控H还原力以及围绕木酮糖激酶实施五、六碳糖共代谢调控。结果表明200 g秸秆水解得57 g葡萄糖和11 g木糖,出发株代谢流量显示丁二酸、乳酸及乙酸流量分别为2.547、0.726、0.611 mmol•g^-1•h^-1。乳酸脱氢酶突变株HF-1代谢分析显示,其乳酸流量降至0.0296 mmol•g^-1•h^-1,氟乙酸抗性突变株HF-2的代谢分析显示,其乙酸流量降至0.100 mmol•g^-1•h^-1,丁二酸流量有所下降。H还原力代谢平衡调控显示,少量柠檬酸盐的添加使HMP与EMP流量比从1.389∶0.389增至1.684∶0.330时,间接促进丁二酸代谢流量从3.005 mmol•g^-1•h^-1增至3.468 mmol•g^-1•h^-1。酶活调控显示,碳酸镁取代碳酸钙作为中和剂促使木酮糖激酶酶活从76 U•mg^-1增至560 U•mg^-1,进而使木糖代谢流量从0.0444 mmol•g^-1•h^-1增至0.453 mmol•g^-1•h^-1,最终五、六碳糖共代谢产丁二酸达68.7 g•L^-1。     

海因酶法制备D-苯丙氨酸的酶催化过程动力学

采用自行筛选的兼有海因酶和N-氨甲酰氨基酸水解酶活性的Burkholderia cepecia 1003菌种,利用海因酶法大规模制备D-苯丙氨酸,对其中涉及的各过程的动力学参数进行了测定.结果表明:L-苄基海因的消旋速率常数为3.975×10^-3min^-1;海因酶的米氏常数为16.7894 mmol•L^-1,最大反应速率为0.6127 mmol•L^-1•min^-1;N-氨甲酰氨基酸水解酶的米氏常数为0.82688 mmol•L^-1,最大反应速率为4.828×10^-4 mmol•L^-1•min^-1.对DL-5-苄基海因的溶解、L-苄基海因的消旋、D-海因的水解开环及其中间产物（N-氨甲酰苯丙氨酸）的水解脱酰氨过程建立了动力学模型,并在此基础上进行了动力学参数显著性分析和优化.结果表明：对于这一级联酶转化反应,D-海因酶的水解反应是快速反应,而N-氨甲酰氨基酸脱氨甲酰的反应速率极小,是该过程的控制步骤.提高氨甲酰水解酶的活力将有助于提高总体的转化速率,而L-海因的消旋速率则是影响外消旋苄基海因转化率的主要因素.     

双电层电容器活性炭电极的优化

通过物理方法对双电层电容器用活性炭电极进行改性实验,探讨了活性炭电极的结构（比表面积、孔径分布、孔容）和性能（比电容、充放电特性）的优化问题.改性后活性炭电极BET比表面积从1739.77 m²•g^-1增至2215.40 m²•g^-1,其中微孔比表面积增幅22％,中孔比表面积增幅35％,孔容积也有20%～30％的增幅量,孔径分布更为合理.优化的活性炭电极结构改善了电极材料的电化学特性,比电容量可达424 F•g^-1,增幅10％.     

基于动力学模型的丙酮酸分批发酵温度控制策略

在对不同温度下Torulopsis glabrata分批发酵生产丙酮酸过程进行详尽分析的基础上,建立丙酮酸分批发酵动力学模型,并分析了温度与动力学参数之间的函数关系,提出T.glabrata高产量、高产率和高强度发酵生产丙酮酸的温度控制轨迹：在发酵初始阶段(0～8 h) 控制发酵温度为34℃以维持较高的菌体生长速率和丙酮酸合成速率;发酵中期(8～42 h),逐步将发酵温度降到27℃以获取代谢流强化和细胞衰亡之间的最佳平衡;然后维持27℃至发酵结束以提高细胞后续产酸能力。采用这一最佳温度控制轨迹,丙酮酸产量(89.4 g •L^-1)、对葡萄糖产率(0.76 g •g^-1)和生产强度(1.32 g •L^-1 •h^-1)比30℃恒温发酵分别提高了25.7%、16.9%和48.3%。     

模板法制备有序中孔炭材料及其性能

以SBA-15为模板,蔗糖为炭源,在不同的炭化温度下合成了不同比表面积的中孔炭材料。利用红外光谱(IR), 小角X射线衍射(XRD), 透射电镜(TEM),N₂吸脱附及循环伏安测试等技术考察了不同炭化温度对中孔炭材料形貌、比表面积、孔体积及比电容的影响。结果表明：最佳炭化温度为700℃,TEM观测表明,700℃炭化所制备的样品孔结构呈二维六角有序分布,N₂吸脱附测试表明,该样品的孔体积为1.88 cm³•g^-1,比表面积为1394 m²•g^-1,具有典型的中孔结构和集中的中孔分布,它的最可几孔径为3.4 nm;采用循环伏安测试电极及电容器的电化学行为,结果显示,该样品单电极在6 mol•L^-1的KOH电解液中,扫描速度为1 mV•s^-1时,比电容可达212 F•g^-1,是一种理想的超级电容器电极材料。     

液态聚合物的内压与状态方程

由热力学关系建立了一个液态聚合物的状态方程.聚合物的热压力由对应状态原理得到,内压力由Lennard-Jones(6,12)势能函数导得.状态方程包含3个有明确物理意义的特性参数,能够满意地关联各种液态聚合物的pVT数据.对18个均聚物和4个共聚物的比体积关联结果表明,总的平均绝对偏差在0～50 MPa压力范围内为0.00042 cm³•g^-1,在全部实验压力范围内为0.00063 cm³•g^-1,优于Simha-Somcynsky方程算得的结果.     

微杆菌ZD-M2降解二苯并噻吩的特性及其生长条件优化

分离得到的微杆菌(Microbacterium sp.)ZD-M2是一株专一性脱硫菌,GC-MS分析表明该菌能选择性地脱除二苯并噻吩(DBT)中的硫,沿“4S途径”代谢的终产物2-羟基联苯(2-HBP)会进一步氧化为2-甲氧基联苯(2-MBP),同时降解产物中还有联苯（还原产物）存在.在水溶液中降解DBT的结果表明：该菌的适宜生长pH范围为6.5～9.5,最适生长温度为30 ℃,氯化铵为最佳氮源,生长的最佳浓度为1.0 g•L^-1.该菌能利用多种碳源和硫源进行生长,但以甘油和DBT为最佳,最适浓度分别为2.0 g•L^-1和0.2 mmol•L^-1.     

H2O2沉淀铝酸钠溶液法制备大孔容纳米γ-Al2O3纤维粒子

采用H₂O₂沉淀铝酸钠溶液和乙醇分散并洗涤沉淀相结合的方式成功地制备出了大孔容纳米γ-Al₂O₃纤维.运用XRD、FT-IR、TG-DSC、TEM、BET和压汞法对比研究了水洗和乙醇分散并洗涤两种沉淀处理方式对产物结构、形貌和织构性质的影响.结果表明,乙醇洗涤产物γ-Al₂O₃纤维的直径约为10 nm,长度约在100 nm以上,孔容和比表面分别为2.23 ml•g^-1和222.0 m²•g^-1,而水洗γ-Al₂O₃的二次粒子无固定形状,孔容和比表面仅为0.37 ml•g^-1和162.3 m²•g^-1.乙醇洗涤时形成的CH₃CH₂O—基不仅使γ-Al₂O₃前驱物拟薄水铝石晶粒定向生长成纤维,还阻止了相邻颗粒表面之间因Al—O—Al键形成而产生的硬团聚.     

反相悬浮共聚法合成耐盐快吸水性树脂

以AA(丙烯酸)、AMPS(2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸)为单体,APS(过硫酸铵)为引发剂,MBAM(N,N-亚甲基双丙烯酰胺)为交联剂,十八醇磷酸单酯为分散稳定剂,环己烷为连续相,采用反相悬浮法合成吸盐水率高、吸水速率快的共聚型吸水树脂.研究了单体组成、交联剂浓度、AA中和度（Dn）、引发剂浓度、共聚温度(T)、油水相体积比对树脂吸盐水率和吸水率、吸水速率及物理性状的影响.当w(AMPS)=40%、c(MBAM)=1.62mmol• L^-1、Dn=75％、c(APS)=24.70mmol•L^-1、T=65℃、V(油)∶V(水)=1.5∶1.0时,共聚物的吸盐水率和吸水率分别为：A_生理盐水=264ml• g^-1,A_蒸馏水=1200ml•g^-1,15min可吸水饱和.通过热分析发现,提高共聚物的交联密度利于改进共聚物的保水性.     

渗透剂对酿酒酵母细胞增殖、形态和存活力的影响

为了揭示渗透作用机制,考察了氯化钠、山梨醇、甘油和聚乙二醇（PEG600）等4种化合物对模式生物S. cerevisiae细胞生长、形态结构和代谢的影响.24 h细胞培养结果表明,渗透剂的抑制作用与其浓度的增加一致,细胞的比生长速率下降.高渗环境使细胞形态发生改变,趋于球状.细胞生长动力学表明,0.5 mol•L^-1氯化钠显著延缓耗糖速率,降低比生长速率,延长细胞指数生长期;0.33 mol•L^-1PEG600对指数生长期的细胞无显著影响,但缩短了细胞平衡期.在生理可接受的渗透强度内,与对照组相比较,0.5 mol•L^-1氯化钠和0.33 mol•L^-1PEG600不影响最终残糖水平和生物量浓度.     

流化床中甲烷催化裂解制备碳纳米管和氢气

利用高活性的纳米Ni/Cu/Al₂O₃催化剂,在流化床反应器中研究了CH₄裂解制备碳纳米管与H₂的过程.CH₄的转化率受流化床中的操作条件（温度、空速、气速及升温速率等）影响,碳纳米管的形貌也受过程的升温速率影响.在低升温速率下,能够同时得到较高的CH₄转化率与形貌较好的碳纳米管.而且采用低的升温速率,可以在流化床（提供碳纳米管生长的自由空间）中连续生长碳纳米管,从而为将来的连续化大批量制备碳纳米管奠定了基础.     

等离子条件下废轮胎与生物质的共热解

The gaseous products of co-pyrolysis of waste tires and biomass under DC arc plasma condition were investigated. The results showed that the volumetric concentration of acetylene in carbon-containing gases obtained when waste tires, biomass and coal were separately pyrolyzed was 14.6%, 13.7% and 10.6% respectively when the parameters experimental run were 150 A of electric current, 310 V of voltage, 2.0 m^3 · h^-1 of flux of argon, 0.65 m^3 · h^-1 of flux of main hydrogen, 0.4 m^3 ·h^-1 of flux of auxiliary hydrogen and 5.0 × 10^-4 kg · s^-1 of feed rate. Under the same condition, the volumetric concentration of acetylene in carbon-containing gases produced from the mixtures of biomass and waste tires when the mass ratio of biomass and waste tire was 1/2 increased obviously, nearly 2--3 times that of tires or biomass pyrolyzed separately. The concentration of acetylene was closely related to the volatile matter and the amount of oxygen. In addition, the possible mechanism of the pyrolysis occurred under plasma condition was proposed.     

季铵盐烷基醚化阳离子聚乙烯醇制备及性能

引言 渗透汽化膜分离法可分离恒沸物、热不稳定体系、节能环保,日益被重视.渗透汽化过程的核心是分离膜,膜材料的选择、改性及制备是影响膜分离性能的重要因素.近年来,聚电解质复合物(polyelectrolyte complex,PEC)渗透汽化膜的研究有了较大进展.PEC是将聚阳离子和聚阴离子通过库仑力结合形成的[1].PEC膜具有良好的机械性能,对水及水溶性小分子表现出高透过性[1].本文以聚乙烯醇(PVA)、(3-氯-2-羟丙基)-3-甲基氯化铵为原料,制备了一种QAPVA新型聚阳离子电解质.将其与POAPVA聚阴离子电解质制备PEC膜,用于分离醇/水体系,取得了满意的分离效果.     

超临界介质中三相浆态床甲醇合成

在总压6.0～7.0 MPa、合成气分压3.0～3.7 MPa、温度235～260 ℃、气体质量空速450～1600 L(STP)•（kg cat）^-1•h^-1的实验条件下,采用液体石蜡为惰性液相热载体,正己烷作为超临界介质,于机械搅拌反应釜中对催化剂C302-2进行了介质处于超临界状态的三相浆态床甲醇合成过程研究,考察了操作条件对CO转化率和甲醇出口摩尔分数的影响,结果表明在正己烷处于超临界状态的反应温度范围内CO转化率和甲醇出口含量皆随温度的增大而减小,随质量空速的增加而降低.此外,对使用超临界介质和不使用超临界介质的三相浆态床甲醇合成过程进行了对比实验,超临界状态下三相浆态床甲醇合成的CO转化率和甲醇出口含量皆高于三相浆态床甲醇合成,验证了超临界状态下三相浆态床甲醇合成的优越性.     

界面聚合工艺条件对反渗透复合膜性能的影响

以聚砜超滤膜为支撑膜,间苯二胺(MPD)为水相功能单体,均苯三甲酰氯(TMC)为油相功能单体,通过界面聚合法制备了反渗透复合膜。研究了功能单体浓度、界面聚合反应时间、界面聚合成膜后热处理时间和温度等条件对复合膜分离性能的影响;并对在水相中添加相转移催化剂对复合膜分离性能的影响和相转移催化机理进行了初步探讨。首先在单因素实验条件下确定工艺条件的优化范围,然后经过正交实验得到最佳工艺条件,实验结果表明, 油相中TMC浓度为3 g•L^-1、水相中MPD浓度为20 g•L^-1、界面聚合反应时间为30 s、界面聚合成膜后热处理温度为90 ℃、后处理时间15 min时,所制备的反渗透复合膜表现出良好的分离性能,通量达14.91 L•m^-2•h^-1,截留率为0.951(测试条件: 压力1.6 MPa, 温度25 ℃, NaCl浓度20000 mg•L^-1);当水相中MPD浓度较低时,加入适量的相转移催化剂,能有效地改善膜的分离性能。     

烟草多酚氧化酶固定化新工艺

引　言多酚氧化酶是一类广泛存在于自然界 (包括从细菌到哺乳动物 )的含铜蛋白 ,它们的共同特征是在分子氧存在下具有催化氧化酚到醌的能力[1] .酚类物质及其衍生物的毒性和危害性以及它们在工业废水中含量日益增加的事实 ,已引起人们的重视[2 ] .人们开始寻求用过氧化物酶或多