基于纳米纤维膜的多酶级联反应体系对水中多环芳烃降解过程的研究

基本信息
批准号:21707098
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:周全
学科分类:
依托单位:太原理工大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:吴丽杰,杨帆,陈鑫,杨娉,王真
关键词:
生物催化静电纺丝难降解有机废水纳米纤维膜多酶体系
结项摘要

To eliminate refractory organic pollutant of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in water, this project intends to utilize multi-enzyme catalyzed cascade reactions to achieve the full degradation of PHAs, prepared by electrospun nanofibrous membranes (ENMs) as scaffold. By mimicking the natural strategy of multi-enzyme synergistic catalysis in vivo, this method has an advantage in the high surface area and high adsorption characteristics of ENMs, co-immobilized multiple key enzyme of the PAHs degradation process, for which the enzymes are close to each other in the confined space of nanofiber to emerge substrate enrichment effect and substrate access channels, greatly enhanced the synergistic effect and catalytic efficiency of artificial multi-enzymatic cascade system. In this project, we would study the effect of ENMs material properties on the catalytic efficiency of key enzyme, consider co-immobilization methods of multiple enzyme on ENMs, establish cascade reaction system with multi-enzyme synergistic catalysis, propose step-by-step degradation mechanism and intermediate products of PAHs in multi-enzymatic cascade system. Based on this research, it provides a new idea and direction for the realization of the full degradation of refractory organic pollutants and the application of artificial multi-enzymatic cascade system in the environmental fields.

为了消除水中的难降解有机污染物多环芳烃,本项目拟基于静电纺丝法制备纳米纤维膜作为载体,通过多种生物酶催化的级联反应体系,实现多环芳烃类化合物的完全降解。模拟生物体内天然的多酶协同催化策略,利用纳米纤维膜具有的高比表面积和高吸附性特点,固定化多环芳烃降解过程中的多种关键酶,使级联多酶在纳米纤维的限域空间上相接近,形成底物富集和底物通道,从而增强人工多酶体系的协同效应和催化效率。该项目将详细研究纳米纤维的载体材料特性对生物酶催化效率的影响,研究多种生物酶在纳米纤维膜上的共定位固定化方法,研究建立多酶协同催化的级联反应体系,研究多酶级联反应体系对多环芳烃类化合物的分步降解机理和中间产物,为实现难降解有机污染物的完全催化降解和人工多酶级联反应在环境领域中的应用提供了新的思路和方向。

项目摘要

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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