本课题以超临界CO₂流体技术为基础,对流体中生物退浆前处理酶的活性进行了研究,并将其应用于棉织物的前处理中,以达到提高酶的活性及前处理效率,减少化学试剂的使用,降低能耗和废水COD/BOD值,缩短工艺流程,节约生产成本的目的。课题对实现染整行业的生态环保和节能减排具有重要意义。本文探讨了超临界CO₂流体压强、温度和处理时间对果胶酶、脂肪酶、纤维素酶、半纤维素酶、漆酶和B8360碱性蛋白酶活性的影响。然后利用傅里叶红外光谱、圆二色谱、紫外可见分光光谱、荧光光谱等测试技术对活性变化显著的果胶酶一级结构、二级结构、三级结构进行了分析。此外,通过在超临界CO₂流体中利用复合酶（α-淀粉酶、果胶酶、脂肪酶、半纤维素酶）、双氧水与CO₂流体形成微乳液的方法,对超临界CO₂流体中生坯棉织物的酶氧一浴法进行了应用研究。并通过正交实验分析探讨了超临界CO₂流体温度、处理时间、复合酶浓度、双氧水用量等因素对棉坯布的失重率、毛细管效应、白度和拉伸断裂强力的影响,然后采用直观分析法优选出最佳工艺。最后对最佳工艺处理后的织物样,采用傅里叶红外光谱和X-射线粉末衍射分析了棉纤维的化学结构和聚集态结构变化;并采用扫描电子显微镜和接触角测试分析了棉纤维的表面形态和吸水浸润性能。研究结果表明,超临界CO₂流体处理对不同种类酶的活性产生了不同的影响。其中,合适的超临界CO₂流体条件能提高果胶酶的活性,活性最大增加37%,果胶酶的活性随压强的增加而先增加后减小、随温度的升高而降低、随处理时间的延长而增加。而超临界CO₂流体处理可显著降低脂肪酶的活性,活性最大降低50%;同时,脂肪酶的活性随压强的增加而增加、随温度的升高而降低、随处理时间的延长而增加。合适的超临界CO₂流体处理条件能提高纤维素酶的活性,活性最大增加29%;且纤维素酶的活性随压强、温度和处理时间的增加而先增加后减小,其中压强对纤维素酶的活性影响最大。超临界CO₂流体能在一定程度上提高半纤维素酶的活性,活性最大增加40%;且半纤维素酶的活性随压强和处理时间的增加而增加、随温度的升高而降低,低压和高温都将导致半纤维素酶部分失活。同时,超临界CO₂流体对漆酶活性的影响较大,活性最大增加47%;且漆酶的活性随压强、温度和处理时间的增加而先增加后减小,温度对漆酶活性的影响最显著。此外,超临界CO₂流体处理有利于提高B8360碱性蛋白酶的活性,活性最大增加23%;且B8360碱性蛋白酶的活性随压强、温度和处理时间的增加而呈现先增加后减小的趋势,压强对B8360碱性蛋白酶活性的影响较小。结构分析显示,超临界CO₂流体处理对果胶酶的不同结构影响不同。红外光谱数据显示,经过超临界CO₂流体处理,果胶酶蛋白分子链及残基的氢键作用和微化学环境发生了改变,其化学组成没有显著变化。圆二色谱结果显示,果胶酶的主要二级结构为α-螺旋结构,经过高温流体处理的果胶酶活性降低,其无规卷曲含量显著增加;而活性增强的处理样,其β-转角含量增加。紫外分光光谱和荧光光谱数据表明,经过超临界CO₂流体处理的果胶酶,其三级结构发生了明显改变,果胶酶的吸光度随活性的增加而增加,荧光强度随果胶酶活性的增加而减小。采用超临界CO₂流体的酶氧一浴法处理生坯棉织物,具有较好的可行性,其漂白和退浆前处理效果较好。H2O₂用量对织物的失重率、白度和强力影响最大,处理时间对织物毛效影响最显著。优选出的毛效最佳的推荐工艺为酶浓度0.30g/L、双氧水15ml/L、温度55℃、时间为4h;织物白度最佳的推荐工艺为酶浓度0.45g/L、双氧水15ml/L、温度70℃、时间为4h。处理棉织物的红外光谱数据显示,经超临界流体前处理后,织物的特征吸收峰向低波数方向偏移且吸收强度有所下降,这表明织物上的浆料及杂质含量减少。X-射线衍射结果表明,处理介质对棉纤维的晶体结构产生了一定的影响,纤维的结晶度下降。扫描电镜结果显示,棉织物经过超临界CO₂流体前处理后,表面覆盖的浆膜被严重刻蚀并去除。接触角测试结果表明,经过超临界CO₂流体前处理后,棉织物的吸水浸润性显著提高。