项目名称: 细胞表面疏水性对两相分配体系净化正己烷废气的作用机制

项目编号: No.21477116

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 化学工业

项目作者: 陈东之

作者单位: 浙江工业大学

项目金额: 86万元

中文摘要: 以正己烷为代表的强疏水性VOCs的去除一直是废气生物净化领域的难题。虽然硅油-水两相分配体系的构建为该类废气的净化提供了可能,但由于污染物从非水相至微生物的传质仍然受到限制,两相分配体系对强疏水性VOCs的去除效果并不理想。 本申请拟通过强化Pseudomonas oleovorans DT4细胞表面疏水性(CSH)提高硅油-水两相分配体系净化正己烷废气的性能,探索CSH的强化方法与机理;研究CSH对相间传质行为的影响,解析不同CSH微生物对硅油的趋向性以及正己烷多相传质规律;表征CSH强化后P. oleovorans DT4关键酶性质与降解活性,阐明微生物在水相、非水相和界面的代谢特征;建立不同CSH下的两相分配体系净化正己烷废气的传质-反应动力学模型,解析CSH对正己烷传质-反应过程限速步骤转化的影响机制,为两相分配体系高效脱除废气中强疏水性VOCs的应用奠定基础。

中文关键词: 细胞表面疏水性;挥发性有机物;生物净化;两相分配体系;机制

英文摘要: The removal of volatile organic compounds (VOCs) (e.g. n-hexane) with high hydrophobicity has been a difficult issue in the field of waste gas treatment by biotechnology. Though the development of two-phase partitioning system employing silicone oil and water provides the possibility in the purification of this kind of waste gas, pollutant still suffers from the limitation of mass transfer from non-aqueous phase to microorganism, which usually results in the low elimination efficiency. This project aims to increase n-hexane removal efficiency in a two-phase partitioning system employing silicone oil and water by enhancing cell surface hydrophobicity (CSH) of Pseudomonas oleovorans DT4. CSH enhancing methods and its enhancing mechanism will be explored. Then the effect of CSH on the behavior of n-hexane mass transfer among different phases in the two-phase partitioning system will be investigated. The tendency of microorganism closing to silicone and subsequently the mass transfer mechanism of n-hexane among these phases will be analyzed. The property of the key enzyme and the degradation activity of P.oleovorans DT4 after CSH enhancement will be characterized, and the metabolism characteristics of n-hexane degradation in aqueous phase,non-aqueous phase and interface will be clarified. Then, the mass transfer and reaction dynamic model of n-hexane removal in two-phase partitioning system employing the microorganisms with varied CSH will be established. Furthermore, the mechanism of the CSH influencing rate-limiting step of n-hexane mass transfer and reaction processes will be revealed, thus laying sound foundation for the purification of waste gas containing highly hydrophobic VOCs by two-phase partitioning system.

英文关键词: cell surface hydrophobicity;volatile organic compounds;biopurification;two-phase partitioning system;mechanism

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