生物乙醇是指通過微生物的發(fā)酵將各種生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為燃料酒精。它可以單獨或與汽油混配制成乙醇汽油作為汽車燃料。
中文名稱 | 生物乙醇 | 性質(zhì) | 用發(fā)酵將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化燃料酒精 |
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現(xiàn)狀 | 以糧食作物為原料 | 地區(qū) | 主要是美國、巴西等國 |
醇類按說沒有酸性,是中性物質(zhì)。但是如果羥基所連碳原子上有吸引電子的取代基,會使羥基上的氫原子電離程度增大;如果羥基所連碳原子上有排斥電子的取代基,會使羥基上的氫原子電離程度減小。氯原子是吸引電子的取代...
制備方法制備原料有淀粉、乙烯、磷酸、、葡糖淀粉酶,衍生產(chǎn)品為鹽酸乙醇液、二硫化硒、環(huán)氧乙烷、對二乙基苯、聯(lián)苯、6-甲氧基-2-乙酰萘、戊基氰基三聯(lián)苯、乙醛、甲醛、乙醇鈉、、乙酸乙酯、乙醇(無水)、復(fù)盆...
如圖,上面是氯乙醇,下面是2-氯乙醇 主要區(qū)別在于氯原子連接的碳原子不同,氯乙醇的氯原子連接的是一號碳原子,所以叫1-氯乙醇,但1通常省略,2-氯乙醇的氯原子連接的是2號碳原子,所以叫2-氯乙醇,為了...
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Dupont子公司DupontDanisco纖維素乙醇(DDCE)公司將在美國愛荷華州Nevada建造一套工業(yè)規(guī)模生物煉油廠,用于由纖維素生產(chǎn)燃料級乙醇。纖維素將從玉米秸稈和麥草(包括干玉米棒、莖和收獲后剩余的葉子)中得到。
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由河南天冠集團承擔(dān)的河南省重大科技專項“年產(chǎn)3000噸秸稈纖維乙醇關(guān)鍵技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化示范”和河南省重大科技攻關(guān)計劃“生物柴油清潔生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化示范”項目,10日通過省科技廳專家組驗收。
棉纖維作為含碳量較高的纖維素纖維,其回收利用前景廣闊?;厥盏膹U舊棉纖維可以經(jīng)碳化制備碳微球,作為吸附碳材料使用;也可以降解為葡萄糖制備生物乙醇,實現(xiàn)廢舊棉纖維的資源化;力學(xué)性能較好的棉纖維還可二次紡絲,解決紡織原料緊缺的問題。然而棉纖維的聚合度和結(jié)晶度較高,大大限制了其高效回收利用。磷酸法低耗環(huán)保、節(jié)約資源,是棉纖維回收利用的有效途徑。本文介紹磷酸在廢舊棉纖維回收領(lǐng)域的應(yīng)用。
磷酸法制備再生纖維素材料
磷酸/多聚磷酸液晶紡絲
P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)達到一定范圍的磷酸/多聚磷酸體系是纖維素的優(yōu)良溶劑,在纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)達到一定值后,可形成各向異性溶液,有著獨特的液晶性。這種磷酸/多聚磷酸溶液體系在合適的溫度和工藝條件下可以制備出高強、高模纖維。
磷酸活化炭纖維
傳統(tǒng)的碳材料制備方法具有碳顆粒成長快速,微觀結(jié)構(gòu)易于控制,產(chǎn)品質(zhì)量高、純度大等特點。有研究表明,磷酸可促進纖維素脫水,加上磷酸的阻燃及交聯(lián)作用降低了纖維的大量裂解和碎片的逸散,使纖維的碳?xì)埩袈侍岣摺?/p>
吸附性碳材料
采用磷酸法活化以棉稈為原料可以制取具有優(yōu)良脫色性能的活性炭,且活性炭收率較高。
以纖維素為基底的復(fù)合材料
全纖維素復(fù)合材料
全纖維素復(fù)合材料是完全可再生材料,不僅解決了復(fù)合材料制備過程中界面相容性的問題,降低制備的能耗,還具有優(yōu)異的機械性能。全纖維素復(fù)合材料的基體和增強相為同種材料,通過控制磷酸溶解條件可實現(xiàn)纖維素的表面部分選擇性溶解,溶解部分成為增強相與未溶解部分進行復(fù)合,形成具有優(yōu)異機械性能的材料。
纖維素與聚丙烯復(fù)合材料
聚丙烯/纖維素復(fù)合材料是一種健康環(huán)保的材料,可在許多場合替代天然木材和其他化學(xué)建材。棉纖維的纖維素含量高達95%,不含木質(zhì)素、半纖維素等雜質(zhì)。將棉纖維應(yīng)用于智能化食品包裝,是廢舊棉纖維工業(yè)化的重要途徑。將少量的纖維素混入商品塑料可以顯著改善包裝袋的性能。食品包裝塑料的基礎(chǔ)設(shè)計研究側(cè)重于塑料基復(fù)合材料。
生產(chǎn)制備燃料乙醇
廢舊棉織物中的棉纖維,纖維素含量高達50% ~95%,其作為纖維素纖維可代替可再生的生物質(zhì)來源來提煉乙醇。濃磷酸預(yù)處理廢棄棉織品所得再生纖維素進行酶水解,水解率可達92%以上。此外,濃磷酸預(yù)處理后的再生纖維素對酶的吸附能力顯著提高,增加了酶的接觸位點,可使纖維素水解率提高3.22倍。以濃磷酸預(yù)處理廢棄棉織物,獲得再生纖維素,對其進行酶水解,為廢棄棉織物高效資源化利用提供有益的技術(shù)支撐。
磷酸的回收
磷酸既能水解纖維素也能溶解纖維素。纖維素在磷酸中的溶解是可逆的:其溶解過程是磷酸和纖維素中羥基相互作用形成磷酸酯纖維素;其析出過程是水與磷酸根的結(jié)合能力強于纖維素與磷酸根的結(jié)合能力,故樣品加水后纖維素因溶解能力降低而析出。磷酸在破壞棉纖維結(jié)構(gòu),降低廢舊棉纖維結(jié)晶度和聚合度生成再生纖維素的同時,也可實現(xiàn)濃縮精制后重復(fù)利用。即磷酸與纖維素的反應(yīng)是可逆的,在形成再生纖維素的同時可實現(xiàn)磷酸的回收。可以說,磷酸法低碳環(huán)保,能耗小,是頗具發(fā)展前景的回收廢舊棉纖維的方法之一。(了解本文詳細(xì)內(nèi)容,請關(guān)注:張美玲,史晟,侯文生,等.磷酸在廢舊棉纖維回收領(lǐng)域的應(yīng)用[J].紡織導(dǎo)報,2017(07):63-66.)
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第1章 導(dǎo)論:生物乙醇的重要性與厭氧細(xì)菌及其纖維小體的貢獻1
參考文獻5
第2章 纖維小體傳奇:早期研究7
2.1 引言7
2.2 發(fā)現(xiàn)過程8
2.3 后續(xù)研究11
2.4 證據(jù)14
2.5 未來方向21
2.6 結(jié)論22
參考文獻22
第3章 粘連蛋白與對接蛋白的相互作用33
3.1 引言34
3.2 粘連蛋白與對接蛋白的系統(tǒng)發(fā)生多樣性34
3.3 粘連蛋白模塊34
3.4 對接蛋白模塊37
3.5 粘連蛋白?對接蛋白復(fù)合物的結(jié)構(gòu)37
3.6 結(jié)合的專一性39
3.7 粘連蛋白?對接蛋白相互作用及纖維小體復(fù)合體41
3.8 結(jié)論41
參考文獻42
第4章 纖維小體的催化組分49
4.1 纖維小體:超分子復(fù)合體49
4.2 結(jié)構(gòu)模式50
4.3 結(jié)論58
參考文獻59
第5章 熱纖梭菌降解纖維素:微生物角度67
5.1 引言67
5.2 熱纖梭菌的生理生態(tài)學(xué)68
5.3 纖維素水解機理68
5.4 生物能學(xué)69
5.5 纖維素酶合成的調(diào)控70
5.6 黏附機制72
5.7 生物膜反應(yīng)73
5.8 最新前沿75
參考文獻77
第6章 熱纖梭菌纖維小體的新組分及基因組序列分析82
6.1 引言82
6.2 熱纖梭菌降解纖維素過程83
6.3 熱纖梭菌基因組中的纖維小體基因88
6.4 基因組中潛在的纖維小體纖維素酶基因89
6.5 基因組中組成纖維小體的半纖維素酶基因90
6.6 基因組中的糖苷酶基因91
6.7 完整的果膠酶系統(tǒng)92
6.8 基因組中的其他水解酶與酯酶基因92
6.9 纖維小體中非催化組分的基因93
6.10 碳水化合物結(jié)合結(jié)構(gòu)模塊的功能93
6.11 纖維小體蛋白的模塊組裝?多功能酶93
6.12 在纖維素上培養(yǎng)時實際存在的纖維小體組分95
6.13 纖維素水解中未確定功能組分Cel8A的可能作用96
6.14 纖維小體組成隨底物的變化96
6.15 非纖維小體纖維素酶系的增補作用96
6.16 哪些纖維糊精是纖維素水解的產(chǎn)物97
6.17 結(jié)論99
參考文獻99
第7章 噬纖維梭菌纖維小體106
7.1 引言106
7.2 噬纖維梭菌纖維小體的組成和結(jié)構(gòu)107
7.3 纖維小體基因的組裝109
7.4 纖維小體異質(zhì)性的亞基組成109
7.5 纖維小體基因的轉(zhuǎn)錄和表達調(diào)節(jié)110
7.6 纖維小體的設(shè)計110
7.7 利用小型纖維小體研究協(xié)同作用111
7.8 DNA重排方法改進纖維小體酶的特性111
7.9 纖維小體基因的異源表達112
7.10 CBD的應(yīng)用112
7.11 結(jié)論與注釋112
參考文獻113
第8章 約氏梭菌與白色瘤胃球菌的纖維小體117
8.1 約氏梭菌的纖維小體117
8.2 白色瘤胃球菌的纖維素降解系統(tǒng)125
參考文獻127
第9章 纖維小體嵌合體:研究纖維小體功能及其潛在生物技術(shù)應(yīng)用的有效工具131
9.1 引言131
9.2 纖維小體嵌合體的概念133
9.3 利用纖維小體嵌合體來研究解纖維素梭菌產(chǎn)生的纖維小體135
9.4 未來前景139
9.5 未來生物技術(shù)的應(yīng)用140
9.6 結(jié)論141
參考文獻141
第10章 黃色瘤胃球菌纖維小體的組織結(jié)構(gòu)144
10.1 引言144
10.2 黃色瘤胃球菌中纖維小體的組織架構(gòu)145
10.3 黃色瘤胃球菌降解植物細(xì)胞壁的其他特征152
10.4 結(jié)論153
參考文獻154
第11章 解纖維梭菌:纖維小體及其纖維素水解158
11.1 引言158
11.2 纖維小體的酶組分159
11.3 纖維小體腳手架蛋白164
11.4 纖維小體166
11.5 非纖維小體的蛋白質(zhì)168
11.6 纖維素降解168
11.7 結(jié)論171
參考文獻172
第12章 熱纖梭菌纖維素酶生物合成調(diào)控179
12.1 碳源調(diào)控179
12.2 單個纖維素酶組分的調(diào)節(jié)180
12.3 生長速率的影響180
12.4 纖維素酶基因簇181
12.5 負(fù)調(diào)節(jié)182
12.6 結(jié)論183
參考文獻183
第13章 厭氧真菌的纖維小體185
13.1 引言185
13.2 厭氧真菌纖維小體的酶組分190
13.3 非催化的對接蛋白結(jié)構(gòu)域(NCDD)和腳手架蛋白197
13.4 厭氧真菌中纖維素降解酶的基因組結(jié)構(gòu)199
13.5 結(jié)論199
參考文獻200
索引209
-------- 1、 研究方向主要集中在3個方面:生物環(huán)境、生物能源、生物納米(1)生物環(huán)境重點研究植物對重金屬(Pb\Cd\Hg\Cu\Tb)元素吸附作用的機理及轉(zhuǎn)基因技術(shù),培育轉(zhuǎn)基因抗逆植物、微生物新品種。(2)生物能源 重點研究木質(zhì)纖維素制取生物乙醇燃料原理及工藝,培育轉(zhuǎn)基因速生能源林、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)纖維素酶、半纖維素酶工程菌及高活性纖維素酶酵母工程菌和產(chǎn)朊假絲酵母工程菌新品種。主要包括3方面: A、 逆高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)纖維素酶、半纖維素酶工程菌、高活性纖維素酶酵母工程菌和產(chǎn)朊假絲酵母工程菌等培養(yǎng)與研究。 B、并行糖化共發(fā)酵(SSCF)技術(shù)研究:糖化與C6、C5共發(fā)酵,消除纖維素酶受葡萄糖和纖維二糖的終產(chǎn)物抑制、半纖維素酶受木糖等五碳糖終產(chǎn)物抑制,提高纖維素酶、半纖維素酶的酶解效果,并降低酶制劑的用量。 C、細(xì)胞表層顯示技術(shù)研究:在酵母細(xì)胞表層蛋白(α-凝聚素等)基因上植入纖維素酶等基因,提高醇化效率,降低成本,菌體和酵素持續(xù)高濃度反復(fù)利用。(3)生物納米 重點對生物納米材料及載體在植物體的組織、細(xì)胞、細(xì)胞器中的作用機理及相關(guān)應(yīng)用技術(shù)研究(生物納米轉(zhuǎn)基因載體、生物納米傳感信息及生物納米芯片);同時,開展生物納米醫(yī)藥研究(藥用蛋白質(zhì)、藥用酶、功能多肽及活性次生代謝物合成酶基因克隆及工程菌發(fā)酵技術(shù))。
2、 科研課題 5年內(nèi)爭取科研課題經(jīng)費3000萬元,其中縱向課題1000萬元、橫向課題2000萬元??v向課題:國家“948”課題、國家“973”課題、國家“863” 課題、國家“自然科學(xué)基金”課題等。橫向課題:美中合作課題、歐盟合作課題、中韓合作課題、高科技企業(yè)合作課題等。
3、 引進人才規(guī)劃國內(nèi)、國外引進優(yōu)秀人才10人次,包括長期聘任、合作,短期聘任、合作等多種形式。擬聘的主要科學(xué)家: Ben Koopman 博士:美國 University of Florida (Gainesville, FL) 環(huán)境工程教授,美國國家科學(xué)基金會工程研究中心環(huán)境納米分離技術(shù)組帶頭人,污水處理專家,尤其在污水生物處理技術(shù)及污水處理系統(tǒng)之監(jiān)測--控制--自動化 (ICA) 等方面頗有造詣。 Changwon Kim 博士:韓國 Pusan National University (Pusan, South Korea) 環(huán)境工程教授,International Water Association (IWA) 監(jiān)測--控制--自動化 (ICA)專業(yè)委員會主席,尤其在污水處理系統(tǒng)之動態(tài)監(jiān)控和管理自動化方面頗有成就。 Lonnie O. Ingram 博士:美國佛羅里達大學(xué)微生物與細(xì)胞科學(xué)系教授、美國國家科學(xué)院院士,可再生化學(xué)品與燃料研究中心主任,是著名生物燃料和細(xì)胞工程專家, 獲得過包括木質(zhì)纖維素生產(chǎn)燃料酒精在內(nèi)的有關(guān)生物質(zhì)酶解與發(fā)酵微生物基因工程和細(xì)胞工程的十多項發(fā)明專利,多次受到聯(lián)邦、州、和學(xué)校各級的嘉獎,特別是美國國會參、眾兩院以及總統(tǒng)的表彰。 Wayne H. Smith博士:美國佛羅里達大學(xué)森林系教授、林學(xué)院院長、生物能源研究中心主任, 國際知名的生物能源專家,長期從事生物能源(特別是木本能源)的研究開發(fā)與應(yīng)用推廣工作,并有豐富的國際合作與咨詢經(jīng)驗,包括歐洲生物能源與環(huán)境論壇特約專家,聯(lián)合國糧農(nóng)組織印度生物能源教育項目顧問,泰國皇家科學(xué)院生物能源項目顧問,美國國際開發(fā)署生物能源援助項目顧問,美國能源部秘魯生物質(zhì)資源評估顧問等。2100433B