人工酶与定向进化的前沿与挑战

 定向进化是在实验室环境中，在分子水平上模拟进化过程，得到具有期望特征的蛋白质的方法，目前已成为蛋白质设计改造的重要方法。定向进化不仅可以用于天然蛋白质的改造，也可以通过改造现有的酶，使其具有新的催化活性，从而构建人工酶。本文重点介绍工业生物催化、纳米酶设计和光催化3个方向的前沿成果，并讨论人工酶与定向进化领域存在的挑战和问题。     

基因筛选克隆表达原花青素降解酶及其酶解条件优化的初步研究

针对化学法制备低聚原花青素存在环保压力和副产物多等问题，研究了通过生物酶法降解高聚原花青素来制备低聚原花青素的方法。首先通过基因筛选方法筛选出SananA和EcnanA基因用于酶法降解高聚原花青素，将SananA和EcnanA基因连接在不同质粒载体表达蛋白的结果表明，SananA基因连接在pETDuet-1载体上时的蛋白表达效果较优。进而，利用纯化的SananA蛋白优化高聚原花青素降解条件，结果显示较优的酶解条件为温度50℃、pH=10、反应时间8 h，在此条件下原花青素单体积累量为35.67 mg/g，二聚体积累量为14.49 mg/g。     

铜锰铈三元复合氧化物的共沉淀法制备及其甲苯催化氧化性能研究

选用共沉淀法制备了不同Cu/Mn/Ce摩尔比的铜锰铈氧化物催化剂,采用催化氧化法降解甲苯,对其理化进行了XRF、BET、XRD、H2-TPR表征。材料制备时在Cu/(Mn+Ce)摩尔比恒定的前提下用Mn元素取代Ce元素,考察其材料表征结果与催化降解甲苯性能之间的关系,研究发现加入的Mn元素将与Cu元素结合形成新的表面活性中心,并在CeO2的作用下高度分散,有利于催化剂上氧的移动性,从而提高催化剂催化氧化甲苯活性。结果显示,当Cu/Mn/Ce摩尔比为1∶1∶3时所合成催化剂催化氧化甲苯的性能最佳,T90为193℃。     

正方薄片状BiOBr的水热合成及其可见光催化降解CCl_4

以可溶性铋盐和溴化钠为原料,通过一步法水热处理,合成了外形规则的溴氧化铋(Bi OBr)微米薄片。借助X射线粉末衍射和扫描电子显微镜分别对产物进行了物相和形貌表征;采用正交设计优化原理,试验考查了p H值、可见光功率、Bi OBr投加量和反应时间4个主要因素,对水溶液中四氯化碳(CCl4)催化降解的综合作用结果;同时,依据所得最优化工艺条件,进一步研究了单一因素p H值及可见光功率的变化对CCl4降解效果的影响。研究结果表明:合成得到的Bi OBr属于结晶度良好的正方薄片状高纯晶体;Bi OBr可见光催化降解CCl4的影响因素从主到次的顺序依次为:降解时间>p H值>可见光功率>Bi OBr投加量;最优条件下CCl4的最大降解率可达91.72%。p H<7的酸性环境有助于CCl4的催化降解;可见光功率的增大可促进CCl4降解率的提升,但以中等强度(550 W)的可见光功率更为可取。     

氮杂环卡宾化合物的研究进展

自从1991年Arduengo首次成功分离并表征了稳定的游离氮杂环卡宾化合物(NHC),其作为过渡金属配合物的新型配体得到迅速发展。该文主要归纳和总结了近5年来金属氮杂环卡宾及其衍生物在催化、光物理化学、材料、金属药物及主客体化学等领域的研究进展。     

工业源挥发性有机物治理功能材料研究进展

挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)是大气中一类重要的污染物质,即使在低浓度下也会对人类的健康造成威胁。对VOCs的治理刻不容缓,而VOCs治理关键功能材料性能的优劣是整个VOCs治理技术的核心。文章总结了近年来用于吸附法、光催化法以及催化燃烧法治理VOCs的功能材料的最新科研成果,希望以此能够为将来VOCs治理材料的设计与研发提供一定的参考。