磁性壳聚糖纳米复合材料固定化褶皱假丝酵母脂肪酶催化合成木质甾醇酯

以磁性壳聚糖纳米复合材料共价固定的褶皱假丝酵母脂肪酶为催化剂,以木质甾醇和油酸为原料,对木质甾醇油酸酯的酶法合成工艺条件进行了优化。得到的最佳工艺条件为:催化剂用量12.7%(以底物总质量计),油酸与木质甾醇物质的量比为2∶1,木质甾醇质量浓度为122.9 g/L,反应温度50℃,反应时间24 h。在该条件下,木质甾醇转化率为96.42%。对月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸不同碳链长度的脂肪酸或混合脂肪酸进行酯化反应,木质甾醇的转化率可达96.67%~98.74%,催化剂使用5次时,转化率仍可达82.45%。

植物甾醇酯合成研究进展

植物甾醇广泛存在于植物的根、茎、叶、果实和种子中,易受光、热、氧化等作用而被分解,具有生物利用率低、水溶性和脂溶性较差等特点。植物甾醇与脂肪酸酯化生成的植物甾醇酯可以有效降低植物甾醇的氧化率,具有更好的脂溶性和降血清、胆固醇的能力,更易被人体吸收。作为一类新型的功能食品添加剂,植物甾醇酯的市场需求量逐年增长。对植物甾醇酯的原料植物甾醇和脂肪酸来源进行了简单介绍,就近年来国内外植物甾醇酯的合成方法进行了系统阐述,重点介绍了酸/碱化学催化法和脂肪酶催化合成方法,对这两类方法的优缺点分别进行了评价,并对未来研究的重点内容和待突破的核心技术进行了展望。

疏水性脯氨酸离子液体化学修饰提升猪胰脂肪酶催化性能

为了提高猪胰脂肪酶(PPL)的活性和稳定性,采用一系列具有不同长度疏水烷基的脯氨酸离子液体对PPL进行了修饰。结果表明,所有修饰酶的各项酶学性能都得到了提高,综合来说,[ProC_(8)][H_(2)PO_(4)]-PPL表现出较好的催化性能,催化橄榄油水解最适活性达到原酶的2.7倍,在50℃保存2 h后的剩余酶活是原酶的5.0倍,催化效率K_(cat)·K_(m)^(-1)是原酶的4.4倍,催化α-苯乙醇转酯化的对映体选择性是原酶的1.6倍。光谱学表征揭示了PPL荧光基团微环境及二级结构的变化,这些变化与修饰酶的活性和稳定性的提高有关。与以往报道的结果相比,新型脯氨酸功能离子液体对脂肪酶催化性能的改善更为有效。

分子模拟预测离子液体修饰南极假丝酵母脂肪酶B修饰位点

化学修饰是一种被广泛应用的酶分子改造手段,基于分子模拟技术在分子水平上合理指导脂肪酶的化学修饰亦是当前的研究热点,修饰位点的随机性是限制其进一步研究的因素之一。本研究采用分子动力学手段模拟了南极假丝酵母脂肪酶B(CALB)在4种手性脯氨酸离子液体体系中的构象变化,分析了体系中酶蛋白不同修饰位点的溶剂可及性面积、氢键及盐桥的形成。结果表明,离子液体构型的不同会影响CALB的修饰位点,其中D型离子液体修饰位点是Lys124、Lys290和Lys308。L型离子液体修饰位点是Lys124、Lys136、Lys290和Lys308,模拟预测的结果与肽谱一致。本工作拓宽了分子模拟技术在酶分子改造中的应用,为进一步理性指导功能性离子液体修饰脂肪酶的高效改造奠定了基础。

Burkholderia Cepacia脂肪酶在氨基功能化离子液体修饰的SBA-15上的共价固定

合成了氨基以及氨基功能化离子液体修饰的介孔材料SBA-15(NH2-SBA和NH2-IL-SBA),并以戊二醛为活化剂对NH2-IL-SBA进行活化处理(CA-NH2-IL-SBA),通过元素分析、N2吸附-脱附、X射线衍射、红外光谱等方法研究了修饰及活化对SBA-15结构的影响.将所得新型固定化载体用于Burkholderia cepacia脂肪酶(BCL)的吸附固定、共价交联固定及聚集包被固定.以三乙酸甘油酯的水解为模型反应,考察了固定化BCL的酶活、最适反应条件、稳定性等酶学性质.结果表明,离子液体修饰后的载体保持了原有的孔道结构,与氨基修饰以及原粉SBA-15吸附固定的BCL(BCL-NH2-SBA和BCL-SBA-15)相比,其固定化酶的比活力和稳定性都得到了明显提高,对温度及低pH的敏感性降低.其中聚集包被固定的BCL在获得了相对较高酶负载量的同时显示了最好的稳定性,其热稳定性和重复使用性分别为BCL-SBA-15的4倍和2倍.

界面活化的溶胶凝胶包埋Candida rugosa脂肪酶催化合成维生素E琥珀酸酯

采用界面活化的溶胶凝胶包埋Candida rugosa脂肪酶(CRL)催化合成了维生素E琥珀酸酯. 考察了影响溶胶凝胶包埋固定化CRL的因素, 获得的最佳固定化条件为: 丙基三甲氧基硅烷/正硅酸四乙酯摩尔比为1/1, 水与硅烷前体摩尔比为15, 酶的添加量为0.5mg/ml, PEG400的添加量为12μl/ml溶胶. 溶胶凝胶包埋的CRL在50℃, 18h后其活性仍然保持了70.58%, 是游离酶的2.6倍,且稳定性得到了明显的改善. 基于CRL的界面特性, 采用五种表面活性剂对其进行界面活化. 结果表明, 采用橄榄油活化的溶胶凝胶包埋的CRL合成维生素E琥珀酸酯的酯化活力最高, 相比原酶和未界面活化的溶胶凝胶包埋酶分别提高了6.7和1.43倍.

生物乙烯开发进展与产业化

介绍了发展生物乙烯的必要性和重要意义,着重阐述了生物乙烯产业化进程中的低成本非粮乙醇生产、高性能乙醇脱水催化剂及反应器设计、工艺过程节能设计等关键技术研究进展,并指出生物乙烯作为绿色可持续发展产业已充分显示了强大生命力。

离子液体中缩合反应研究进展

综述了离子液体中Knoevenagel、Aldol、Wittig、Pechmann、Paal-Knorr、Benzoin、Biginelli等各种缩合反应,表明离子液体作为一种新型的绿色溶剂有效地促进了缩合反应的进行,显著地提高了反应的选择性和收率。

功能性离子液体支载液相有机合成研究进展

阐述了功能性离子液体支载液相有机合成的概念、特点及其在小分子杂环化合物、多肽、寡糖合成等有机反应中的应用,以及功能性离子液体支载的催化剂和试剂在液相有机合成中的应用.研究表明功能性离子液体作为一种新型的高负载量的可溶性载体可以广泛应用于液相有机合成中,有效地促进了反应的进行,简化了分离手段,显著地提高了反应的选择性和收率.

不同合成方法对Fe_2O_3/γ-Al_2O_3表面性质及乙醇脱水性能的影响

在沉淀法合成γ-Al2O3的不同阶段引入铁源:原位合成、氧化铝前躯体γ-AlOOH浸渍合成、γ-Al2O3浸渍合成。不同合成方法对Fe2O3/γ-Al2O3的比表面、孔容和孔径存在一定的影响,而且使催化剂表面的铁物种和酸量分布产生差异,其中γ-Al2O3浸渍法中铁元素主要以易还原的Fe2O3形式负载在γ-Al2O3表面,拥有最大的中强酸量和酸密度,催化乙醇脱水的性能最好。

水利工程数字化治理平台研究与应用

随着社会的不断发展,数字化技术在各个领域都得到了广泛应用。针对水利工程全生命周期各阶段存在的管理难题以及工程交付过程数据复杂,数据格式较多,数据规范参差不齐等实际情况。开发研究水利工程数字化治理平台显得尤为必要,对于水利工程数字化交付和工程全生命周期管理具有重要意义。文章主要探讨研究了水利工程数字化治理平台系统框架、主要功能等关键技术,推进水利工程数字化治理平台在实际项目中的应用,可为后续类似工程提供经验和重要支撑。

离子液体中烷基化反应研究进展

综述了离子液体中的C、O、N、S的烷基化反应研究,表明离子液体作为一种新型的绿色溶剂有效地促进了烷基化反应,显著地提高了反应的选择性和收率。

离子液体中KF作用下N-单取代磺酰胺的N-烷基化反应

报道了KF作用下离子液体介质中N-单取代磺酰胺和卤代烃的N-烷基化反应,考察了4种不同结构的离子液体[Bmim]BF4、[Bpy]BF4和[Bpy]PF6对反应的影响。结果表明,以[Bmim]PF6为反应介质时显示出了最好的效果,反应的时间最短,收率最高。N-芳基或N-烷基单取代的磺酰胺和各类不同结构的活化的卤代烃和未活化的一级卤代烃在[Bmim]PF6中KF作用下,85℃反应2～10 h,以70%～97%的优良收率得到了13个N-烷基化产物,而且离子液体回收使用3次后效果未降低。实验结果表明,反应介质离子液体[Bmim]PF6和作为一种温和的碱KF有效地促进了烷基化反应的进行。

锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2和LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2/LiFePO_4容量衰减原因分析

采用湿法球磨法制备了锂离子电池混合正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2/LiFePO_4(NMC532/LFP).通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、充放电测试和电化学阻抗谱测试(EIS)等方法研究对比了LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2(NMC532)和LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2/LiFePO_4(NMC532/LFP)的容量衰减机理.结果表明,循环50次和60 o C高温存储后,NMC532/LFP的容量保持率分别为97.80%、86.48%,其循环和高温存储性能较好.循环和高温存储后NMC532和NMC532/LFP的电荷传递阻抗Rct明显增大,但NMC532/LFP的Rct较小.NMC532和NMC532/LFP的I(003)/I(104)值都有所减小,但NMC532/LFP的I(003)/I(104)值比NMC532的大,即NMC532/LFP材料的阳离子混排现象有所改善.循环后NMC532、NMC532/LFP颗粒没有出现明显的表面开裂和链接断裂现象,但NMC532颗粒有部分发生粉化.高温储存后NMC532颗粒表面出现裂纹,且颗粒之间的链接断裂,NMC532/LFP颗粒表面出现轻微粉化.材料结构规整度下降,阳离子混排程度加剧,电荷传递阻抗增大是NMC532和NMC532/LFP容量衰减的主要原因.

功能化离子液体修饰的SBA-15固定化Burkholderia cepacia脂肪酶

采用含不同碳链长度咪唑环的烷基功能化离子液体修饰介孔材料SBA-15,并通过X-射线衍射、元素分析、N2吸附-脱附、红外光谱和扫描电镜等方法研究了离子液体修饰对SBA-15结构的影响.以三乙酸甘油酯的水解为探针反应,考察了甲基、丁基、辛基等不同链长烷基取代咪唑类离子液体修饰的SBA-15固定化Burkholderia cepacia脂肪酶(BCL)的酶活、最适反应条件及稳定性等酶学性质.结果表明,离子液体修饰后材料保持了原有的介孔结构,其固定化酶对温度及低pH的敏感度降低,比活力及稳定性均显著提高.其中甲基功能化离子液体修饰的SBA-15固定化酶的比活力最高,是原粉SBA-15固定化酶的2.4倍;辛基功能化离子液体修饰的SBA-15固定化酶的热稳定性、储存稳定性、重复使用性及有机溶剂耐受性最佳.

合成方法对γ-Al_2O_3催化剂乙醇脱水性能的影响

分别采用溶胶-凝胶法和沉淀法合成了γ-Al2O3催化剂,采用X射线衍射、热重分析、N2吸附-脱附、NH3程序升温脱附等方法对制备的γ-Al2O3催化剂进行了表征,考察了它们对乙醇脱水制乙烯反应的催化性能,并分析了γ-Al2O3催化剂表面羟基密度和酸强度对催化性能的影响。研究结果表明,溶胶-凝胶法制得的γ-Al2O3催化剂具有较强的表面酸性,能更有效地催化乙醇脱水制乙烯反应。考察了反应温度、液态空速及乙醇质量分数对乙醇脱水制乙烯反应的影响,在反应温度350℃、液态空速0.6h-1、乙醇质量分数92.4%的条件下,采用溶胶-凝胶法制得的γ-Al2O3催化剂,乙醇转化率和乙烯选择性分别达到99.3%和97.7%。

生物乙烯研究进展

介绍了生物乙烯的背景和发展概况,总结了乙醇脱水反应的机理和所用的各类催化剂,分析了生物乙烯产业化中需要解决的关键技术问题,并指出发展生物乙烯有着光明的前景,对石油路线代替战略有着重要的意义。

苯酚生产工艺的研究进展

综述了苯酚传统生产工艺的改进及新工艺开发方面的研究进展。异丙苯法是目前世界上最主要的苯酚生产方法,近年来不断地得到改进和完善;甲苯-苯甲酸法由于原料甲苯来源广泛,生产工艺流程较为简单,可根据市场需求调整产品结构,是继异丙苯法之后较为成熟的生产工艺;以N2O,H2O2,O2为氧化剂的苯一步氧化法作为绿色的苯酚合成工艺,其开发应受到重视;以分子筛为催化剂的仲丁基苯法可有效利用C4资源,适合我国国情,应加大开发力度。

Fe、La改性β沸石催化苯/正丁烯烷基化反应

在小型固定床反应器上研究了Fe、La改性β沸石催化苯和正丁烯的烷基化反应,考察了金属负载量以及反应温度、进料质量空速比等工艺条件对改性β沸石催化性能的影响。采用XRD、BET、NH3-TPD和TG-DTA等表征手段研究了Fe、La改性β沸石催化性能提高的机理。研究表明,Fe、La改性后β沸石表面的强、弱酸量都明显下降,相比较而言,La改性β沸石拥有较强的表面酸性,在催化苯和正丁烯的烷基化反应中显示出了更好的催化性能,具有更强的抗积炭能力,这也与BET和TG-DTA的结果一致。在以2.0%La/β沸石为催化剂、反应温度180℃、苯的进料空速1.2 h-1、正丁烯的进料空速0.6 h-1、反应6 h条件下,正丁烯的转化率为87.9%,仲丁基苯的选择性为88.2%。

碱土金属改性HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯的反应研究

考察了碱土金属镁、钙、钡和锶浸渍改性的固体酸性催化剂HZSM-5分子筛在乙醇脱水制乙烯反应中的催化性能,发现锶改性HZSM-5催化效果最佳,然后在此基础上对反应条件进行了优化实验。结果表明0.5%Sr/HZSM-5的催化性能最好,在220℃、质量空速2.5 h-1、乙醇浓度50%的反应条件下,乙醇的转化率为99.3%,乙烯的选择性高达99.3%。