固定化漆酶-介體體系催化氧化木纖維制造無(wú)膠纖維板的研究.pdf

1、學(xué)校代碼：10225學(xué)號(hào)：B16004學(xué)位論文固定化漆酶／介體體系催化氧化木纖維制造無(wú)膠纖維板的研究指導(dǎo)教師姓名：申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：論文提交日期：授予學(xué)位單位：胡建鵬郭明輝教授博士2016年4月東北林業(yè)大學(xué)東北林業(yè)大學(xué)學(xué)科專(zhuān)業(yè)：木材科學(xué)與技術(shù)論文答辯日期：2016年6月授予學(xué)位日期：2016年7月答辯委員會(huì)主席：論文評(píng)閱人：聾必符素大學(xué)摘要摘要針對(duì)傳統(tǒng)人造板產(chǎn)品中游離甲醛釋放量高，以及生物酶在利用過(guò)程中存在活性不穩(wěn)定、成本偏高、不可回收利用

2、等科學(xué)問(wèn)題，論文通過(guò)合成磁性固定化漆酶，系統(tǒng)開(kāi)展以東北地區(qū)常見(jiàn)樹(shù)種落葉松、紅松、楊樹(shù)等混合木纖維為原料，構(gòu)建磁性固定化漆酶／介體體系對(duì)木纖維進(jìn)行催化氧化處理，在熱壓條件下制造無(wú)膠纖維板的研究。論文旨在系統(tǒng)研究固定化漆酶／介體體系催化氧化木纖維制造纖維板的優(yōu)化工藝，深入揭示磁性固定化漆酶／介體體系催化氧化木纖維在熱壓條件下的自膠合成板機(jī)理；并在試驗(yàn)室邊界范圍內(nèi)對(duì)無(wú)膠纖維板的制造過(guò)程進(jìn)行環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)，詳細(xì)解析各制造工藝環(huán)節(jié)的環(huán)境負(fù)荷。論文主

3、要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：(1)磁性固定化漆酶的合成及其性能研究采用改進(jìn)的St6ber法合成了“嵌入式”結(jié)構(gòu)Si02／Fe304復(fù)合磁性載體；以APTES為偶聯(lián)劑、戊二醛為交聯(lián)劑，通過(guò)化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)成功合成磁性固定化漆酶，并提出磁性固定化酶的合成機(jī)理。固定化漆酶的飽和磁化強(qiáng)度13327emu／g，矯頑力幾乎為零，接近超順磁性。固定化酶活為65020U／g載體，漆酶固載量為61354105mg／g載體，酶活性回收率為534431％。固定化酶的最

4、適反應(yīng)pH為35，最適反應(yīng)溫度50℃；與游離酶相比，固定化酶表現(xiàn)出優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、貯存穩(wěn)定性及操作穩(wěn)定性。(2)磁性固定化漆酶／介體體系催化氧化木纖維表面特性研究在漆酶／介體體系以及固定化酶／介體體系處理纖維樣品中均檢測(cè)到穩(wěn)定的苯氧自由基(ROS)信號(hào)。與對(duì)照樣相比，固定化酶和固定化酶／ABTS介體體系處理樣品的纖維表面木質(zhì)素含量降低；各種酶處理樣品沒(méi)有顯示出明顯的化學(xué)結(jié)構(gòu)變化；纖維表面層狀雜質(zhì)被去除，并顯示出木質(zhì)素聚合和解聚的微觀形貌

5、特征。固定化漆酶／介體體系處理木纖維樣品的相對(duì)結(jié)晶度(CrI)提升了95％，持水力(WHC)值提高到1462g／g。(3)磁性固定化漆酶／介體體系催化氧化木纖維制造無(wú)膠纖維板工藝優(yōu)化研究根據(jù)BBD響應(yīng)曲面法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，制造出均值厚度27mm、均值密度0789／cm3的無(wú)膠纖維板材料，并分別建立了以靜曲強(qiáng)度(MOR)、彈性模量(MOE)、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度(IB)、24h吸水厚度膨脹率(24hTS)為目標(biāo)函數(shù)的響應(yīng)面回歸模型。模型方差分析結(jié)果表明，

6、響應(yīng)值與回歸模型均存在高度顯著關(guān)系(P值00001)。回歸模型預(yù)測(cè)獲得無(wú)膠纖維板最優(yōu)工藝參數(shù)為：催化時(shí)間為64min，酶用量為21U／g，反應(yīng)溫度為52。C。各試驗(yàn)因子以及因子間的交互作用對(duì)纖維板的理化性能均存在顯著或高度顯著影響。驗(yàn)證試驗(yàn)表明，材料的靜曲強(qiáng)度為334MPa、彈性模量為3328MPa、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為083MPa、24h吸水厚度膨脹率137％。四項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試值與模型預(yù)測(cè)值間的偏差率均低于7％。無(wú)膠纖維板材料的主要理化性能滿(mǎn)足