基于壳聚糖/海藻酸钠-聚乙烯醇的双层复合水凝胶膜伤口敷料研究

目的 制备聚乙烯醇(PVA)/海藻酸钠(SA)-聚乙烯醇(PVA)/壳聚糖(CS)双层(PAPCS)水凝胶膜伤口敷料,并进行质量评价。方法 将PVA与SA以质量比2∶1混合,配制PVA/SA混合溶液;将PVA与CS分别以质量比1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1混合,配制不同质量比的PVA/CS混合溶液;采用涂布法制备PAPCS双层水凝胶膜伤口敷料。通过水蒸气透过率、溶胀性能、保水性、力学性能、体外凝血性能和血液相容性考察对水凝胶膜的性能进行评价、筛选PVA与CS质量比;通过傅里叶变换红外光谱检测(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对PAPCS水凝胶膜的结构和形貌进行表征;通过抑菌实验比较PAPCS以及PAPCS复合载碘交联环糊精金属有机骨架(I_(2)@COF@PAPCS)的体外抗菌性能。结果PVA与CS质量比为2∶1时,PAPCS水凝胶膜综合性能较好。PAPCS水凝胶膜为多孔结构,具有良好的溶胀性能、保水性以及力学性能;PAPCS水凝胶膜的水蒸气透过率为(2 643.76±91.62)g·m^(-2)·d^(-1),接近理想范围;与PVA/SA相比,PAPCS的凝血指数显著降低(P<0.01),为(72.93±3.58)%,溶血率小于5%,具有促进血液凝固的能力且血液相容性良好;与PVA/SA相比,PAPCS对于金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌均有明显抑制作用,抑菌圈直径分别为(11.89±0.22)、(12.28±0.25) mm;I_(2)@COF@PAPCS对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌的抑菌圈直径分别为(21.95±1.47)、(18.89±0.81)mm,抑菌效果显著优于PAPCS(P<0.001)。结论 采用涂布法可成功制备双层PAPCS水凝胶膜敷料,其各项性能指标良好,具有明显的凝血、抑菌效果,与I_(2)@COF复合使用,抑菌作用进一步增强。

聚乙烯醇和海藻酸钠固定化柚苷酶的制备及其性质

以聚乙烯醇、海藻酸钠为载体,固定化柚苷酶;以戊二醛为交联剂,考察固定化工艺条件对酶活的影响,研究固定化酶的部分酶学性质。用高效液相色谱法分析柚苷酶的α-L-鼠李糖苷酶和柚苷酶活力,结果表明:最佳载体组合为11%聚乙烯醇与0.5%海藻酸钠;当缓冲液p H 4、戊二醛含量1%、交联时间0.5 h、吸附时间3 h、加酶量141 U/m L、硼酸4%、Ca Cl21%时,固定化酶活力达到最大值。柚苷酶固定化后,α-L-鼠李糖苷酶和柚苷酶活力的最适温度提高5℃,最佳活性p H值提高1.0,p H稳定性基本不变,温度稳定性下降5℃。α-L-鼠李糖苷酶、柚苷酶的米氏常数(Km)固定化后都增大;α-L-鼠李糖苷酶的最大反应初速度(Vmax)经固定化后减小,柚苷酶的Vmax增大。将固定化柚苷酶重复使用7次后,它的α-L-鼠李糖苷酶和柚苷酶残余活力分别保持71%与80%。

PVA-SA活细胞固定化载体性能表征及喹啉生物降解特性

将聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)混合作为细胞固定化载体,采用冷冻解冻法将喹啉降解菌(Achromobacter sp.)进行活细胞固定化,并对细胞固定化载体性能及喹啉降解特性进行了分析。结果表明:细胞固定化载体内部具有大量孔隙,比表面积达1.158 m^2/g;固定化细胞的力学强度和传质性能研究结果显示,经24 h高速搅拌,完整固定化细胞载体的保留率在98%以上,常温下对亚甲基蓝吸附的百分比为62%;当喹啉浓度小于500mg/L时,固定化细胞在16 h内对喹啉的降解率稳定在90%以上,且重复利用30次后,降解率仍能达到80%;与游离细菌相比,固定化细胞具有更强的适应环境及抗击负荷能力。

β-环糊精修饰PVA-SA复合膜的制备工艺的研究

目的正交设计法优化β-环糊精修饰聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA)复合膜的制备工艺。方法以活化剂环氧氯丙烷的用量、β-环糊精的用量、反应时间为考察因素,以含水率和拉断伸长率为考察指标,利用正交设计法优化β-环糊精修饰PVA-SA复合膜的制备工艺的最佳条件。用红外光谱测定其特征吸收峰,扫描电镜观察其组织形态。结果最佳的制备β-环糊精修饰PVA-SA复合膜的工艺条件为:反应时间为24 h;β-环糊精的用量为1.0 g;活化剂的用量为1.5 m L。制得的复合膜外观光滑均一、柔韧且富有弹性,呈乳白色,经红外光谱和扫描电镜测定该复合膜呈现网状结构,分布均匀,含水率达到82.3%,拉断伸长率为498.2%。结论优选出的制备工艺条件可行。

双极膜技术在电氧化制备3-甲基-2-吡啶甲酰胺中的应用

分别以戊二醛和Fe3+改性壳聚糖和海藻酸钠并分别与柔性链聚乙烯醇(PVA)共混,制备了Fe-SA-CS-GA/PVA聚合物双极膜.测定膜的红外光谱,I-V工作曲线,Na+与Cl-透过双极膜的迁移数,离子交换容量及阴阳两极室中OH-及H+的变化,并以扫描电镜观察膜表面和界面层形态.IR与接触角分析结果表明,CS经GA/PVA改性后其亲水性能得到显著提高.将SA-CS/PVA双极膜及Nafion膜应用于电氧化制备3-甲基-2-吡啶甲酰胺.实验结果表明,以SA-CS/PVA双极膜为隔膜合成3-甲基-2-吡啶甲酰胺的产率达到49.8%,高于以Nafion膜为隔膜的产率.与传统的的方法相比,该方法的反应条件温和且能有效利用能源.

吸附-包埋结合法共固定化糖化酶和酵母菌的研究

以聚乙烯醇和海藻酸钠为包埋材料,以硅藻土或活性炭或Al2O3为吸附剂,采用吸附-包埋结合法共固定化糖化酶和酵母菌。实验结果表明,聚乙烯醇和海藻酸钠的最佳配比是9:1,最适吸附剂为硅藻土,其添加量为0.6g/20ml;实验还研究了共固定化颗粒的发酵性能。结果显示,其最佳发酵条件是底物浓度25%、发酵温度30℃、起始pH5.0、糖化发酵时间7d,此条件下发酵酒度达11%(V/V)。

固定香菇菌柄废弃物对二元溶液中Cd(Ⅱ)的竞争性吸附

利用聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA)固定香菇(Lentinus edodes)菌柄废弃物作为生物吸附剂吸附溶液中的Cd2+,吸附过滤后的溶液用原子吸收光谱仪(AAS)测定Cd2+的浓度.结果表明,一元溶液中固定香菇菌柄废弃物吸附Cd2+适宜的pH值范围为4～7,比自由态香菇粉的(pH5～7)广;二元溶液中随着pH值的增加,Cd2+的吸附率有线性增加的趋势;当固定Cd2+浓度为10mgg-1,变化干扰离子Cu2+或Pb2+(0～30mgg-1)时,吸附剂对Cd2+的吸附明显降低;分别用Langmuir、Freundlich、Dubinin-Radushkevich(D-R)和Langmuir-Freundlich等温吸附模型对一元和二元溶液中Cd2+的等温吸附过程进行拟合,结果表明,Langmuir吸附模型能较好地拟合一元溶液和Cd2+-Pb2+二元溶液中Cd2+的等温吸附过程,相关系数R2分别为0.9981和0.9291.D-R模型能较好地拟合Cd2+-Cu2+二元溶液中Cd2+的等温吸附过程,相关系数R2为0.9623.

PVA/SA/MF阻燃复合纤维的制备和性能研究

以聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)和三聚氰胺-甲醛树脂(MF)混合液为纺丝原液,采用湿法纺丝工艺制备PVA/SA/MF复合纤维。研究了PVA与SA及MF的共混比例对复合纤维阻燃性能和力学性能的影响。结果表明:PVA/SA/MF复合纤维的表面均匀光滑,其内部为网状结构;随着MF含量的增加,复合纤维阻燃性能增强,但其断裂强度呈现先增加后降低的趋势;当PVA∶SA∶MF质量比为10∶1∶4时,复合纤维的阻燃性能和力学性能均较好,其极限氧指数(LOI)为29. 8%,断裂强度为3. 19 c N/dtex;当PVA∶SA∶MF质量比为10∶1∶6时,复合纤维的阻燃性能、热性能及耐阻燃耐久性最好,其LOI为32. 0%,600℃时的质量保持率为24%左右,水洗50次后的LOI为25. 9%。

不同载体固定化蒙氏肠球菌发酵蛋壳制备乳酸钙

针对我国每年废弃的大量蛋壳,采用海藻酸钠、海藻酸钠-聚乙烯醇和海藻酸钠-活性炭(sodium alginate-activated carbon,SA-C)3种载体固定化蒙氏肠球菌发酵蛋壳废物生产乳酸钙,考察并比较其机械强度、传质系数、产乳酸钙性能及最佳包埋载体的性质。结果表明,SA-C载体是最适的包埋载体,其乳酸钙产量最高达到101.02 g/L,蛋壳粉转化率为82.43%;在重复发酵18次后仍保持高产率,且在重复发酵10次有缩短发酵周期的趋势。发酵液中蛋壳废物的存在有效维持了固定化细胞的机械稳定性,与游离细胞相比,其细胞操作稳定性、温度、pH值及贮存稳定性在一定范围内都有明显的提高。

1种磁性纳米凝胶球吸附盐酸四环素的性能研究

以聚乙烯醇(PVA)-海藻酸钠(SA)为基体,包埋磁性纳米Fe3O4粒子和粉末活性炭(PAC)制备了复合凝胶球(Fe3O4@PVA-SA-PAC),研究用于吸附水中的盐酸四环素(TC)。结果表明,在酸性条件下(pH=3)有利于TC的吸附;吸附量随投加量的减少、初始TC含量增加而上升。准2级动力学模型和Langmuir等温模型可以较好的拟合吸附数据,表明吸附过程主要是化学吸附和单分子层吸附。在35℃下,Langmuir模型拟合出最大吸附量为368.7mg/g。同时,凝胶球表现出良好的可重复利用性,经过5次循环再生后,仍具有很好的吸附效果。

1株好氧反硝化菌的筛选鉴定及固定化研究

为了提高污水处理设施的低温生物强化效果,以崇礼污水处理厂SBR反应池活性污泥为菌源,进行污水处理耐冷菌的分离鉴定及固定化研究。从活性污泥中分离筛选出1株硝化和好氧反硝化耐冷菌,结合生理生化、形态学以及16S rDNA基因测序结果,初步鉴定该菌株为假单胞菌(Pseudomonas sp.)。以海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)为包埋材料,利用正交试验优化NL-4包埋固定化制备条件。当SA质量分数为1%、PVA质量分数为12%、Ca Cl2质量分数为1%、包菌量为10%时,制备的固定化小球物理性能最佳。在10℃培养条件下,NL-4对污水中氨态氮(NH_3-N)和硝态氮(NO_3^--N)的去除率分别是68.05%、98.94%,包埋固定化后分别提高了14.49%、1.4%。4℃保藏60 d后,比游离菌相比固定化载体的NH_3-N、NO_3^--N去除率分别提高58.8%、53.3%。pH值为7~9、温度为10~20℃时,最适宜NL-4及其固定化载体发挥硝化、反硝化能力。

复合固定化菌株L5降解高效氯氰菊酯的特性研究

本文以海藻酸钠-聚乙烯醇-木质素为复合载体、自行筛选的高效降解菌Bacillus siamensis L5为目标菌制备固定化细胞,探究了pH、培养时间、投加量等因素对固定化细胞降解高效氯氰菊酯的影响,并评价了固定化细胞的重复使用性。通过单因素试验分析,结果表明,固定化细胞在30℃、pH为7.0、投加量为1 g、培养7 d的条件下对200 mg/L的高效氯氰菊酯降解率为96.92%。固定化细胞经过3次重复培养仍保持着81.26%的降解率。

低温胁迫下包埋厌氧氨氧化污泥颗粒的脱氮性能

为解决在厌氧氨氧化反应进程中,厌氧氨氧化菌抗低温能力较差的问题,以聚乙烯醇-海藻酸钠为包埋剂包埋厌氧氨氧化污泥颗粒,采用UASB反应器研究了HRT对驯化过程中氨氮和亚硝态氮去除效果的影响,考察了温度变化对低温下包埋厌氧氨氧化菌颗粒脱氮效果的影响。结果表明,当进水氨氮浓度为50 mg/L,HRT为7 h时,投加15%包埋污泥后的UASB反应器具有较强的脱氮能力,对NH4^+-N、NO2^--N的去除率分别为95%和89%。相同条件下,水温从30℃阶梯式降低到14℃时,包埋厌氧氨氧化菌颗粒对NH4^+-N的去除率从95%下降为70%,对NO2^--N的去除率从89%下降为63%。在14℃下运行期间,调节水力停留时间为11 h可以提高脱氮效果,NH4^+-N、NO2^--N去除率分别在85%和79%左右。采用聚乙烯醇-海藻酸钠为包埋剂包埋厌氧氨氧化细菌,能大幅度提高低温胁迫下的脱氮性能。

A.faecalis strain NR的包埋固定及其氨氮降解性能

为考察异养硝化-好氧反硝化细菌的包埋固定及其氨氮降解特性,对一株异养硝化-好氧反硝化细菌A.feacalis strain NR的包埋固定进行了研究,并与游离菌处理氨氮效果进行对比,考察包埋菌降解氨氮的优势。采用聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)以及PVA/SA混合物分别作为包埋载体,发现PVA/SA混合物作为包埋载体其理化性能最佳,更适合作为包埋载体;利用单因素实验寻求PVA及SA含量、交联时间、包菌量4个因素的合理水平,并采用正交实验对上述4个因素进行优化,获得包埋较优条件为:PVA含量10%、SA含量0.4%、交联时间4 h、包菌量10%;在此条件下制备包埋小球,并得出包埋小球在基础培养基中的最佳投加量为10 g/(150 m L基础培养基);之后考察了温度、pH这2个因素对包埋小球降解氨氮效果的影响,得到包埋小球的最佳氨氮降解条件为:30℃、pH=7;通过对比不同温度及不同pH条件下包埋小球与游离菌对于氨氮的处理效果,发现包埋小球对低温及酸性条件更具有耐受性,表现出优于游离细菌的氨氮降解效率。

固定化微生物修复氯苯污染地下水实验

采用静态因素选择实验与动态模拟实验相结合的方法,证实聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA)复合凝胶固定的微生物在氯苯污染地下水中对污染物的降解效果优于游离微生物和土著微生物,并且证明了含水层介质粒径与小球粒径比值越大,越有利于固定化微生物对氯苯的迁移的观点,含水层介质粒径与小球粒径比在2—5之间时,15d后氯苯降解率高达78.16%;小球粒径越小,越有利于降解效率的提高。同时得到最佳氯苯降解效果的PVA-SA复合凝胶固定化条件为:PVA浓度80g/L,CaCl2浓度10g/L,包埋剂与菌液体积比30:1,SA质量分数1.0%。