高活性丙烯腈水合铜基催化剂的制备与表征

在丙烯腈水合制备丙烯酰胺的反应中,采用共沉淀方法制备催化剂,通过反应考察了催化剂的催化活性,并用XRD和TPR对水合用铜基催化剂做了物相表征.结果表明,采用碱单流加料,Cu/Al为40/60时,反应转化率最高可达90.9%,选择性最高可达99.1%.XRD和TPR测定表明,催化剂的催化活性与孔雀石和水滑石晶相的粒度、两者的比例密切相关.两者粒度小,比例恰当,催化剂活性高.

腈水合酶的发酵及酶学性质

红球菌RhodococcusrhodochrousJ1在含有脲和钴的培养基中发酵产生腈水合酶,可以催化丙烯腈水合为丙烯酰胺。调节培养条件使发酵液的酶活力达到6150u/ml。温度30℃,反应体系呈中性酶活性很高并且稳定。底物浓度,酶浓度,反应时间的正交实验表明,底物丙烯腈是显著因子,最佳浓度7%,超过此浓度酶会失活;1min内,水合反应转化率可达80%。浓度超过15%的丙烯酰胺会抑制酶的活性。

腈水合酶催化水合制备丙烯酰胺反应的研究

对腈水合酶催化水合生产丙烯酰胺反应的条件进行了优化,在最佳反应温度和pH下,采用正交实验法考察了丙烯腈含量、菌体浓度、反应时间3因素对腈水合酶催化反应转化率的影响。结果表明,在腈水合酶催化反应中,丙烯腈含量是最主要的影响因素。最佳的反应条件为:303 K,pH 7.5,菌体稀释10倍,丙烯腈体积分数7％,反应时间120 s。在此条件下达到了最高酶活性6 770 μmol／(min·mL),比未优化之前的酶活性增加了30％以上。最后,对腈水合酶进行了催化反应动力学研究,并通过酶稳定性实验表明了酶的高稳定性。