納米PET生物催化分解研究.pdf

1、當(dāng)前，PET生物催化降解已經(jīng)從以傳統(tǒng)的小分子作為底物的研究，擴(kuò)展到能夠以高分子聚合物作為底物的生物降解;生物催化降解相比其他降解方式更加徹底，通過生物催化反應(yīng)作用來實(shí)現(xiàn)PET的降解，可使有害的有機(jī)物產(chǎn)物降解為對(duì)人體無(wú)害的CO2和H2O等小分子無(wú)機(jī)物。但PET生物降解過程中高聚物從表面開始的碎片化分解是整個(gè)過程中效率最低的步驟，也是整個(gè)過程的瓶頸環(huán)節(jié)。
　　本文以實(shí)驗(yàn)室選育的能以PET為唯一碳源生長(zhǎng)的PET分解菌為出發(fā)菌株，采用進(jìn)化

2、工程方法選育了耐堿PET分解菌，以此作為全細(xì)胞生物催化劑，考察化學(xué)和生物組合作用下PET微粒處理效果，構(gòu)建難處理高聚物的組合加工技術(shù)。利用HPLC分析了分解產(chǎn)物的變化規(guī)律，監(jiān)測(cè)了生物量的變化過程，測(cè)試了底物粒徑的變化，通過SEM、DSC和FTIR表征了底物PET形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化。發(fā)現(xiàn)堿性全細(xì)胞生化組合生物催化PET分解產(chǎn)物與中性全細(xì)胞單一處理的產(chǎn)物產(chǎn)量有明顯差異。監(jiān)測(cè)其生物量與單一生物處理相比較，生化組合條件下菌株生長(zhǎng)的延遲期明顯縮短，在

3、轉(zhuǎn)接后的初期生長(zhǎng)速度較快，其對(duì)數(shù)期最大生物量的OD值可達(dá)0.35;通過堿性全細(xì)胞生物催化，比中性條件下PET微米顆粒的粒徑分布集中，平均粒徑由7.3μm減小到1.58μm。
　　采用超聲-化學(xué)沉淀法制備了納米級(jí)別的PET納米粒子，以聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯為原料，六氟異丙醇作為溶劑，在超聲波空化作用與化學(xué)沉積相結(jié)合，可以制備得到平均粒徑為90nm的穩(wěn)定PET懸浮水溶液，經(jīng)DSC對(duì)其原料及所制備的樣品進(jìn)行了表征分析，發(fā)現(xiàn)制備所得的PET

4、納米粒子其結(jié)晶度降低了7.92％。
　　將已制得的PET納米顆粒為底物，用于能以PET為唯一碳源生長(zhǎng)的菌株培養(yǎng)，考察納米結(jié)構(gòu)底物對(duì)菌株生長(zhǎng)的影響，監(jiān)測(cè)納米底物在生物催化過程中的產(chǎn)物變化，并檢測(cè)納米底物本身結(jié)構(gòu)和性能在生物催化過程的變化，以此研究納米底物與生物催化系統(tǒng)的相互作用，探究PET生物催化過程的納米效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):在耐堿PET分解菌作用下，納米PET底物的生物量高于微米PET底物;納米PET粒子和微米PET粒子的生物分解產(chǎn)物