新型多巴胺基微纳米材料的设计、组装及应用研究

来源 :西安石油大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yaowoyiao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
天然酶灵活的三维结构不仅赋予了其优异的反应特异性,还使其具有较高的催化活性。酶促反应在食品、保健、化妆品、农业、能源等工业领域被广泛研究和应用。然而,酶促反应的实际应用易受到酶自身局限性的限制,如提纯时间长、稳定性差以及成本高等。在过去的几十年里,对天然酶的不断深入研究以及纳米技术的进步刺激了人工酶的出现和快速发展。与天然酶相比较,人工酶具有稳定性高、易于批量生产、结构多样化、适应性好以及催化活性可调等优点。特别是基于纳米材料的人工酶(纳米酶)在过去的十年中蓬勃发展,并已发展成为新一代模拟酶。然而,大多数纳米酶的制备成本高,而且很难回收再利用。因此,设计具有高效类酶催化活性、优异稳定性和可重复使用性的新型模拟酶仍然具有挑战性。本论文提出了两种简便的分子组装策略构建具有类酶活性的纤维素模板铜掺杂聚多巴胺膜。具体如下:(1)以双醛纤维素(DAC)负载的聚多巴胺(Polydopamine,PDA)膜为载体、以铜离子为活性中心,制备了一种能够模拟2种酶活性(漆酶和过氧化物酶)的纤维素模板铜掺杂聚多巴胺膜(DAC@PDA/Cu)。聚多巴胺的氨基与双醛纤维素之间形成的席夫碱键,有助于铜离子的配位并提高DAC@PDA/Cu膜的稳定性。与天然漆酶相比较,DAC@PDA/Cu膜对对苯二酚的催化活性明显高,催化效率是天然漆酶的3倍。且易于回收和重复使用,在室温下放置7天后活性仍保持在100(4),在循环使用5次后催化活性未发生明显变化。特别是DAC@PDA/Cu膜的类过氧化物酶催化活性,使其能够灵敏、特异地检测抗坏血酸(ascorbic acid,AA),检出限为0.064μM。此外,该膜具有成本低、重量轻、储运方便、稳定性高、可重复使用等优点。(2)利用一步法铜离子氧化促进多巴胺在纤维素膜上的沉积,制备了以纤维素负载的聚多巴胺膜(PF@PDA)为载体、以铜离子为活性中心的新型纤维素模板铜掺杂聚多巴胺膜(PF@PDA/Cu)。该复合膜材料具有类似天然漆酶的催化氧化功能,能够将对苯二酚催化氧化为对苯醌。而且,铜掺杂聚多巴胺膜表现出更为高效的催化性能与更好的亲和力,其催化效率是天然漆酶的1.7倍。进一步,该复合膜表现出良好的贮存稳定性以及可重复使用性,室温下放置7天后活性仍维持在100(4),并在经过5次循环利用后催化活性未发生明显降低。
其他文献
井筒积液与腐蚀是气田开发主要面临问题之一,目前均采用单一加入泡排剂方式解决井底积液问题和单一加入缓蚀剂方式解决腐蚀问题。但是,使用不同的化学试剂存在工艺复杂成本升高和药剂之间不配伍性等问题,为油气井开发带来很大阻碍。本文结合甜菜碱型两性泡排剂和咪唑啉缓蚀剂结构特点,合成了一系列具有起泡功能和缓蚀功能的缓蚀泡排剂主剂,研究了其起泡机理和缓蚀机理。结合了现场应用条件获得了新型一体化缓蚀泡排剂配方,研究
学位
微生物提高原油采收率技术正以其独特的优势与广阔的发展前景在国内外引起广泛重视,被认为是目前最具有前景的一种提高采收率方法。然而,由于该技术的复杂性,目前对微生物在油藏中的繁殖、运移规律、调控机理以及对提高采收率的作用机制还不清楚,导致室内实验结果和现场应用数据差异很大,室内实验数据无法为现场工艺设计提供可靠依据。本论文针对目前微生物驱油技术在基础理论研究方面存在的问题和不足,通过优化微生物生长条件
学位
传统化疗药物大多面临生物利用度低、毒副作用大等问题。近年来,蛋白质基新型抗肿瘤药物因其具有更低的毒副作用以及更强的靶向性,而受到了研究人员的广泛关注。例如贝伐珠单抗已成为非小细胞肺癌、肝癌等癌症的临床一线靶向药物;肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体(TRAIL)已被广泛用于临床抗肿瘤研究;门冬酰胺酶被批准用于治疗急性淋巴细胞白血病等。然而,蛋白质类药物存在体内半衰期短、药物稳定性差且易失活等缺陷,限制
学位
在促进经济发展和环境保护双赢的大环境下,对清洁能源日益增长的需求对于经济的可持续发展至关重要。因此,人们致力于以更节能、更有效的方式利用不可再生的化石燃料。我国能源结构以煤为主,如何绿色转化其高温热解产生的合成气一直以来都是能源化学领域的研究重点及热点方向。其中,生产低碳醇工艺技术正在快速发展中,与之配套的Mo S2催化剂,由于具有较强的抗硫性、表面不易积炭、对二氧化碳不敏感和易于生成直链正构醇等
学位
甲醛作为室内环境中主要的空气污染物之一,具有高毒性、危险性大特点,长期接触低剂量甲醛易引发呼吸道感染,基因突变和白血病等疾病。因此,减弱、消除甲醛对空气环境保护和人类健康有重大意义。催化氧化法可以在较低温度下将甲醛完全转化成无毒无害的CO2和H2O,是目前去除甲醛最有应用前景的的方法,该法的关键在于催化剂的设计和优化,MOFs因具有较大的比表面积、多孔性、开放式的架构和功能可调性等优势,在VOCs
学位
非水相泡沫在食品,油气田开发以及多孔材料等领域有着广泛的应用。然而,非水相发泡的难度和极差的稳定性,制约着相关工程作业的发展。表面活性聚集体由于其高有序性,高密度的特性在泡沫领域中得到广泛关注。因此,本文以SDS、SDBS为主剂,甲酰胺、癸醇、甘油为非水相,制备不同体系的表面活性聚集体,并在非水相溶剂中进行起泡实验,探讨表面活性聚集体对非水相泡沫形成的影响,得出以下结论:1、表面活性聚集体的制备。
学位
刺激响应性聚合物作为一类新型智能聚合物材料,在生物医学检测、非接触控制释放、智能器件等领域具有广泛的应用,并积极向采油、日用产品、环境保护等诸多领域进行拓展,近年来受到国内外研究者的关注。本文主要以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为基本单元,运用原子转移自由基聚合(ATRP)制备可降解PDMAEMA-b-PVP、PDMAEMA-b-PLA-b-PDMAEMA嵌段聚合物,对其刺激响应性能进行评价并探究在药物靶
学位
金属有机框架材料(MOFs)在气体储存、分离、分子识别、磁性和催化等领域应用广泛,引起了研究者的关注,但MOFs较差的稳定性和导电性在一定程度上限制了其应用。研究发现MOFs材料可作为制备各类催化剂的理想前驱体模板,所得衍生物既能保持MOFs的原始形貌和结构,还可以限制活性组分聚集,具有良好的稳定性和催化性能。本研究以MOFs/石墨烯为牺牲模板,通过简单易控的煅烧或硫化方式制备了MOFs衍生物/石
学位
含油污泥是原油开采、集输、炼制等环节产生的成分复杂、稳定性高、对环境有一定污染和毒性的危险废弃物,含油污泥热处理后会产生大量的固体残余物(通常被称为残炭或残渣)。由于残渣中含有碳氢化合物、芳香族化合物以及重金属等污染物,这些污染物在生物体内积累从而在食物链上移动,如果不能妥当处理,人体长期接触将会导致肝细胞破坏和肾毒性,从而威胁人类健康,对生态环境造成严重危害。本课题污泥取自陕北吴起油泥处理站,对
学位
丙烯是生产聚丙烯高分子材料的主要聚合单体,丙烯中的硫化物会直接导致丙烯聚合催化剂活性中心中毒失活,影响聚合生产和聚丙烯产品质量,尤其催化剂,对反应介质中的微量硫化物却极为敏感,特别容易中毒失活。本文针对聚丙烯装置所用液态丙烯原料中微量硫醚类化合物难以脱除的问题,分析产品中硫的存在形态及硫醚化合物含量,现有脱硫技术中吸附法原理简单且对多种硫化物均有一定的脱除效果,但仅靠单纯的物理吸附脱除量小且存在吸
学位