2020年学生研究计划项目总结报告

学生研究计划项目的总结报告学生研究计划项目的总结报告曲霉中加入碳源时改性条件对吸油实验的影响力一、绪论溢油吸附剂是能吸收液态油的材料。 吸附剂通过吸收、吸附或者两者的作用来回收溢油。 吸收允许溢油进入材料，吸附将溢油吸附在表面，但不允许溢油进入材料内部1。 现在的广义吸附包括吸收和吸附。 溢油吸附剂是把油从液状转移到半固体的功能，有可能完全除去油2，在过去和现在被广泛使用。 良好的吸附剂一般为海绵状，在其表面有孔，可以利用表面活性，把油吸收除去内部的孔。 目前，可生物降解的可循环利用吸油材料的开发已成为溢油事故处理的流程3。玉米秸秆作为天然溢油吸附剂，可通过真菌改性提高吸油量。 本研究以玉米秸秆为曲霉固体发酵培养基的基质，利用曲霉代谢分泌木质纤维素酶，从内向分解木质纤维素，同时利用曲霉在生长过程中产生的菌丝的机械插通作用，增加玉米秸秆的空隙对曲霉改性玉米秸秆制备溢油吸附剂的反应条件(温度、反应时间、含水率和菌体投入量)和机理进行了初步探讨。二、实验材料2.1 .供试菌种生物科学和工学学院B6-434持有的曲霉在4下被保存在马铃薯的葡萄糖琼脂斜面培养基(PDA )中。2.2试用玉米秸秆从广州市大学城穗石村，xx年7月和12月破碎筛分后的第20-40根玉米秸秆上采集。 2.3试验原油由广州石化黄埔分公司提供，放在通风柜48 h至接近恒重的地方，去除原油中容易挥发的有机化学成分。2.4培养基2.4.1斜面培养基PDA培养基PDA培养基成本低，是天然培养基，是培养真菌的传统培养基。 PDA培养基营养丰富，在PDA中曲霉的生长速度明显比蔡氏培养基快。 本实验使用PDA培养基作为保存菌种的培养基。表2-2 PDA培养基的处方table2- 2代理详细信息列表of PDA2.4.2种子培养基查韦斯培养基黑曲霉改性玉米秸秆时，添加到固体发酵培养基中的无机盐营养液采用杂烩培养基的配方，为了使菌体更好地适应固体发酵条件，采用杂烩培养基活化菌体。表2-3察氏培养基的处方table2-3reagentdetaillistofczapekodoxar2.5营养液的处方表2-4固体发酵营养液的配方注： (1)不加碳源的实验设定中不需要加入蔗糖；(2)自然pH (有蔗糖的营养液pH=8.58，无蔗糖的营养液ph=8.43)(3)在玉米秸秆原材料1.5g中加入固体发酵营养液0.75ml2.6主要设备机器本研究使用的主要试剂组如表2-6所示表2-6试剂详细表table2-6reasondetaillist试剂名羧甲基纤维素钠微晶纤维素酒石酸钠乙酸(冰乙酸)三水醋酸钠一水硫酸甘露琥珀酸柠檬酸七水硫酸亚铁硝酸钠氯化钾类/纯度AR柱色谱arararararararar生产厂家天津市福晨化学试剂厂成都格雷西亚化学技术有限公司天津市科密欧化学试剂有限公司天津市科密欧化学试剂有限公司广州化学试剂厂广东省化学试剂工程技术研究开发中心广州化学试剂厂上海凌峰化学试剂有限公司天津市科密欧化学试剂有限公司成都市联合化学试剂研究所广东省化学试剂工程技术研究开发中心台山市粤侨试剂塑料有限公司汕头市光华化工厂天津市科密欧化学试剂有限公司2.7主要试剂本研究使用的主要试剂组如表2-6所示表2-6试剂详细表table2-6reasondetaillist试剂名羧甲基纤维素钠微晶纤维素酒石酸钠乙酸(冰乙酸)三水醋酸钠一水硫酸钠琥珀酸锰钠琥珀酸类/纯度AR柱色谱AR AR AR AR AR AR AR生产厂家天津市福晨化学试剂厂成都格雷西亚化学技术有限公司天津市科密欧化学试剂有限公司天津市科密欧化学试剂有限公司广州化学试剂厂广东省化学试剂工程技术研究开发中心广州化学试剂厂上海凌峰化学试剂有限公司天津市科密欧化学试剂有限公司柠檬酸七水化硫酸亚铁硝酸钠氯化钾试剂名称：磷酸氢二钾三水合物蔗糖四水化酒石酸钾钠琼脂粉3，5 -二硝基水杨酸无酚白藜芦醇ABTS氢氧化钠(片)NaHSO3柠檬酸三钠叠氮化钠EDTA (乙二胺四乙酸二钠)硼酸钠十二烷基硫酸钠磷酸氢二钠浓硫酸2-乙二醇单乙醚浓盐酸二醇蒽酮氯化铁试剂名丙酮无水葡萄糖d -木糖过氧化氢AR AR AR AR AR等级/纯度ararbrcpar99%arbr，99.5%AR CP AR AR ar ar ar等级/纯度ar ar生化试剂ar成都市联合化学药品研究所广东省化学药品工程技术研究开发中心台山市粤侨试剂塑料有限公司汕头市光华化工厂天津市科密欧化学试剂有限公司生产者广东省化学试剂工程技术研究开发中心广东省化学试剂工程技术研究开发中心天津市化学试剂厂北京奥博星生物技术有限责任公司国药集团化学试剂有限公司天津市爆震技术发展有限公司sigmasigmasigmasigma天津市百世化工有限公司广州化学试剂厂上海劲马生物科技有限公司天津市科密欧化学试剂有限公司天津市科密欧化学试剂有限公司上海凌信化学试剂有限公司国药集团化学试剂有限公司广州化学试剂二厂天津市科密欧化学试剂有限公司广州化学试剂二厂西格玛上海化学试剂购买供应五连化工厂天津市富宇精细化工有限公司生产者天津市富宇精细化学有限公司PS上海伯奥生物技术有限公司国药集团化学试剂有限公司定量滤纸杭州新华纸业有限公司三、实验内容3溢油吸附剂的特征方法3.1BET比表面积测定法BET试验理论基于希拉诺亚、埃米特、泰勒三人提出的多分子层吸附模型，推导出了单层吸附量Vm和多层吸附量v的关系方程式，即着名的BET方程式。 BET方程基于多层吸附的理论，与物质的实际吸附过程相近，因此测试结果更为准确。利用BET测定曲霉改性后吸附剂比表面积的变化，评价曲霉作用对玉米秸秆比表面积的影响3.2扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope，SEM )分析的特征SEM通过入射电子和样品的相互作用，用逐点扫描的方法得到放大的图像，利用SEM呈现的高分辨率的照片，可以观察某个选择结构的微观细节。样品不需要处理，只需按操作步骤检查并选择合适的照片。3.3 X-线衍射仪(XRD )分析的特点x射线衍射技术是x射线在晶体、非晶质中利用衍射和散射效应进行结构类型、物质相分析和不完全性分析的技术70。 利用XRD测定结晶度，探讨黑曲霉在玉米秸秆改性前后的结晶度变化。改性的玉米秸秆数量仍然很大，作为块状样品处理：铝样品正面朝下，放在平折玻璃上，采集的块状样品放入样品架的样品框中，同样的正面朝下。 取少量橡胶，长2cm，放在样品架上，轻轻按压橡胶带两端和样品背面，将样品固定在样品架上。 按照操作步骤启动执行程序后，会自动测量机器。3.4FTIR (傅立叶变换红外线光谱分析器)分析的特征使用红外光谱，根据被检化合物的红外特性吸收光谱带的出现特定官能团的变化，进行了结构分析。 3.4.1实验药品KBr晶体(红外专用)，石英乳钵。 3.4.2实验顺序(1)打片：将1 2mg玉米秸秆原料和用曲霉改性的玉米秸秆用玛瑙研钵粉碎，与干燥的KBr粉末(约100mg，粒度200目)以约1:100均匀混合，放入模具中，用冲压机打片测定(2)样品测试：将制作好的样品放入样品架中，插入样品室的固定位置，按照机器操作规程进行测试。(3)根据红外光谱图分析了各样品的表面特性，并对它们的线进行了比较，得出了结论。四、实验结果和讨论4特征性结果分析关于玉米秸秆的原材料(raw corn stalk，以下用RCS表示)， 在不加碳源的条件下在3.2.3.1中使曲霉改性玉米秸秆反应9天制备的溢油吸附剂(cornstalkmodifiedbyaspergillusnigerfor9dayswithoutcarbonsourse，以下称CSMA 9d 在加上碳源的条件下，在3.3.1.1中使曲霉改性玉米秸秆反应6天制造的溢油吸附剂(cornstalkmodifiedbyaspergillusnigerfor6dayswithcarbonsourse，以下用CSMA 6d表示4.1比表面积分析由表36可知，曲霉改性后，溢油吸附剂的比表面积增大。 其中CSMA 6d比表面积大于CSMA 9d，与原油接触面积大，这与前者的吸油量(原油/g溢油吸附剂15.68 g )大于后者的吸油量(原油/g溢油吸附剂15.28 g )的实验结果一致。表3-7改性前后溢油吸附剂的比表面积table3-7thespecificationsurfaceareaofoilspillcleanupsorbentsbeforeandaftermodifying材料RCS CSMA 9d CSMA 6d比表面积错了！ 找不到引用源。3.31 6.74 7.924.2扫描电子显微镜分析对RCS、CSMA 9d、CSMA 6d的扫描电子显微镜照片进行了测定，发现三者的显微结构，其结果如图3-13所示。 从图3-15(a )可以看出，玉米秸秆材料的表面稍粗，空隙小。 由图3-15 (b )、(c )可知，改性后的溢油吸附剂的表面呈片状，同时小空隙变多，呈更大的面积。 这些空隙增大了溢油吸附剂和原油的接触面积，所以在具有大的吸油容量的同时，改性的溢油吸附剂能比玉米秸秆原材料更快地吸附石油。 B2a)RCSb) CSMA 9d c) CSMA 6d图3-15改性前后溢油吸附剂SEM图fig.3-15 scanningelectronmicrographsofoilspillcleanupsorbentsbeforeandaftermodifying4.3XRD分析对RCS、CSMA 9d、CSMA 6d和湿热高压灭菌后的玉米秸秆的XRD进行测定的结果如图3-16所示。 从后者的峰(结晶区)的峰面积和前者的峰(非结晶区)的峰面积之比可以看出，湿热高压灭菌后玉米秸秆的结晶度上升，曲霉改性后的结晶度进一步上升。 经过湿热高温灭菌和曲霉改性，玉米秸秆的非结晶部分在一定程度上分解，材料的空隙率和表面积显着增加，溢油吸附剂和原油的接触面积增加。图3-16改性前后溢油吸附剂的XR