溶菌酶磷钨酸自组装复合材料的形成机制及应用研究
基于磷钨酸(Phosphotungstic acid，PTA)的拓扑结构和多电子性，磷钨酸在催化、分析检测和生物医学等方面得到应用。溶菌酶(Lysozyme，LYZ)表面有多个含氮的氨基酸残基，因此溶菌酶可与带负电的磷钨酸通过相互作用形成自组装材料。本文以磷钨酸和溶菌酶为原料，在异丙醇和水混合溶液中合成了LYZ-PTA自组装复合材料。基于溶菌酶及磷钨酸的特性，溶菌酶磷钨酸复合材料在分析、生物医药及催化等领域具有应用前景。 通过扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱及电感耦合等离子体发射光谱仪对合成的LYZ-PTA自组装复合材料进行了表征分析。结果表明，通过控制磷钨酸溶液的浓度，可以改变LYZ-PTA材料的形貌。通过对比溶菌酶与LYZ-PTA材料氢氘置换过程中不同官能团氘代的次序，对LYZ-PTA材料进行了二维红外相关光谱分析。分析结果表明，磷钨酸与溶菌酶结合的过程中，溶菌酶的残基中主要发生作用的基团是位于溶菌酶表面的含氮残基:精氨酸、组氨酸以及赖氨酸。 通过对LYZ-PTA材料吸附亚甲基蓝动力学的研究，分析了LYZ-PTA材料与亚甲基蓝的相互作用。实验结果表明LYZ-PTA3材料对亚甲基蓝的吸附可采用伪二阶模型模拟。亚甲基蓝吸附在LYZ-PTA3材料上属化学吸附，吸附过程中亚甲基蓝与LYZ-PTA3材料的相互作用涉及电子转移与共享。亚甲基蓝在LYZ-PTA3材料上的吸附等温线符合Langmuir吸附等温式，LYZ-PTA3对亚甲基蓝的平衡吸附容量qm为256.4mg/g。 探索了LYZ-PTA材料应用于催化转化果糖制备5-乙氧基甲基糠醛的催化性能。研究了反应温度、反应时间以及溶剂比对产物分布的影响;当反应条件为:果糖200mg，LYZ-PTA15材料50mg，反应温度150℃，反应时间20小时，VDMSO∶VEtOH=1∶4时，EMF收率最高可以达到60.1％。
复合材料;溶菌酶;磷钨酸;合成工艺;吸附性能;催化性能
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
纪培军
2019
中文
TB332
2019-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）