介孔分子篩的合成、表征及對脂肪酶的固載研究.pdf

1、脂肪酶是一類重要的生物催化劑，因其催化反應(yīng)的高效性、高立體選擇性、溫和反應(yīng)條件及無污染等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于高旋光純的手性化合物的拆分和合成中。然而，游離酶穩(wěn)定性差，易失活，不能重復(fù)使用，并且反應(yīng)后也不易與產(chǎn)品分離，使其難于在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。在此條件下，通過酶固定化技術(shù)來克服脂肪酶應(yīng)用的局限性成為酶工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。要獲得理想的固定化酶，既需要選用合理有效的固定化方法，同時又要具備優(yōu)良的載體。
　　 1992年Mobil公司合

2、成出M41S系列介孔材料，這種材料具有規(guī)則孔道，巨大的比表面積，且表面具有硅羥基，這些特點(diǎn)使其成為很好的催化劑載體。將酶分子組裝進(jìn)介孔材料孔道中制備固定化酶有以下優(yōu)點(diǎn)：固定化酶的自水解大大降低，蛋白聚集減少，酶可以被多次反復(fù)利用，有助于產(chǎn)物的分離，酶的穩(wěn)定性也大大提高等等。
　　 MCM-48介孔分子篩含有兩條獨(dú)立的三維孔道結(jié)構(gòu)，使其孔道堵塞情況大大減少，更有利于催化、分離等過程中客體分子的傳輸。但是，采用單一季銨鹽型陽離子表面

3、活性劑為模板劑合成MCM-48介孔分子篩時，其合成條件苛刻且相區(qū)較窄易于轉(zhuǎn)晶不易控制、模板劑用量較大且產(chǎn)率較低(CTAB和SiO2的物質(zhì)的量的比為0.55～1.5)，所制備的MCM-48水熱穩(wěn)定性較差，大大限制了該介孔分子篩的實(shí)際應(yīng)用。為了克服合成困難、提高其水熱穩(wěn)定性，人們一直在努力開發(fā)簡單而有效的合成方法。
　　 本論文采用共模板劑合成了MCM-48和MCM-41,在此基礎(chǔ)上對其進(jìn)行酶的固載，并通過粉末X射線衍射(XRD)、

4、掃描電鏡(SEM)、N2物理吸附、紅外光譜(IR)和紫外-可見光譜(UV-Vis)等分析手段對所得樣品進(jìn)行了表征。主要成果和結(jié)論如下：
　　 1.在早先優(yōu)化得到的堿性條件下，以單一陽離子表面活性劑為模板合成MCM-48介孔分子篩的實(shí)驗(yàn)條件下加入不同輔助劑(無機(jī)鹽、擴(kuò)孔劑及金屬原子等)合成MCM-48介孔分子篩，探討了加入助劑對所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和有序性的影響。
　　 2.采用混合非離子型表面活性劑(P123)和陽離子型表面活

5、性劑(CTAB)為共模板劑，以正硅酸乙酯(TEOS)為硅源合成了具有三維孔道結(jié)構(gòu)的立方相MCM-48和六方相的MCM-41介孔分子篩。樣品的XRD，N2物理吸附和IR表征結(jié)果表明，非離子型表面活性劑(P123)的加入可以大大降低合成MCM-48所需的陽離子表面活性劑(CTAB)的用量；同時在固定n(P123)/n(SiO2)比例不變的條件下，CTAB/SiO2物質(zhì)的量的比(保持母液中SiO含量不變)為0.13～0.115范圍內(nèi)合成出MC