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海灣環境與清華大學聯合開展科技攻關,研究生物酶處理極低濃度VOCs技術
2019-12-23 瀏覽:1574 分享:
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       近日,海灣環境與清華大學化工系建立聯合科研課題組,研發極低濃度廢氣處理的酶催化工藝和酶制劑技術。該研究面向工業應用,開發以納米石墨烯為載體固定化酶催化技術,成功后,將可實現這一研究領域在技術上的突破,為能源、化工等工業生產和密閉空間中極低濃度有害氣體處理問題,提供有效解決路徑。

前期研究成果已發表于《自然通訊》雜志


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        清華大學化學工程系對工業酶催化技術和納米酶制劑技術具有長期深入的研究。 2019年6月,清華大學化學工程系長江學者劉錚教授帶領的工業酶催化團隊在《自然通訊》(Nature Communications)上發表題為《應用氧化石墨烯實現絕干氣體工況下的長周期酶催化酯交換反應》(Graphene Oxide Enabled Long-Term Enzymatic Transesterification inan Anhydrous Gas Flux,http://nature.com/articles/s41467-019-10686-z)的研究論文,為此聯合研發項目奠定了理論基礎。
突破該領域技術難題

    
       健康和環保產業對于極低濃度有害氣體深度處理技術具有重大需求。與常規化學處理方法相比,生物酶催化具有高選擇性、高效率和操作條件溫和等優勢,但面向工業應用的氣相酶催化研究目前存在一個普遍難點,就是酶的催化活性和酶的穩定性難以兼具。


清華大學研究團隊發明了以氧化石墨烯(GO)為載體制備用于氣相酶催化的固定化酶方法,利用GO為酶分子提供穩定的親水微環境。
在采用脂肪酶CALB催化香葉醇和乙酸乙烯酯生成乙酸香葉酯的案例中,CALB-GO在無水工況下的催化活力是CALB酶干粉活力的5-10倍,持續催化500小時酶活保持不變。
將該方法應用于另外兩種脂肪酶也取得高酶穩定性和高活性的效果,證明該方法具有通用性,在工業氣相酶催化反應中具有廣闊的應用前景。
解決能源化工企業廢氣治理痛點

     
        低濃度VOCs排放在目前我國有機廢氣污染中占有很大比例,但治理難度較大,通用的VOCs治理技術很難對極低濃度的VOCs廢氣實現有效治理。隨著“藍天保衛戰“的不斷深入,國家和地方也將進一步嚴格VOCs的排放標準。
       海灣環境作為國家環境保護石油石化行業VOC污染控制工程技術中心的建設單位,一直不斷加大研發投入,開展聯合科技攻關,致力于發展具有顛覆性的關鍵核心技術。海灣環境基于該項研究,將重點發展超低深度VOCs廢氣處理技術和裝備,解決能源化工企業治理痛點。


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