基于漆酶介体体系活化木质素制备纤维板的研究

摘要

随着木质资源的减少以及人们的环保意识的增强，环保型人造板越来越受到人们的关注，在高效利用木质资源的前提下，生产出一种低甲醛释放的人造板对改善人们生活条件和保护环境具有重要意义。本研究主要利用微生物白腐菌漆酶对亚硫酸盐法造纸废液提取物木质素磺酸铵进行活化，并添加一定量的介体（2，2-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐(ABTS)、1-羟基苯并三唑(HBT)、丁香醛和香草醛），与木纤维进行混合后，经过热压成型制备得到纤维板。经过分析得出以下结论:
　　(1)以ABTS为底物，在温度为40℃和pH为5条件下，利用紫外可见分光光度计在波长420nm处测定漆酶溶液的吸光度，并且通过酶活公式得出漆酶的最大酶活性为1583U/g。
　　(2)通过单因素试验对漆酶介体体系活化木质素磺酸铵条件进行优化，得出最优活化体系为漆酶-HBT介体体系，其最佳活化条件为漆酶添加量为20U/g、HBT介体添加量为0.2％和活化时间为120min。对漆酶及漆酶介体体系活化前后木质素磺酸铵组分的变化进行分析可知，与未活化的木质素磺酸铵(OL)相比，经过活化的木质素磺酸铵的羟基和紫丁香基含量减少，而酚羟基含量增加，同时说明漆酶活化后的木质素磺酸铵发生了降解反应，而经过漆酶介体体系活化后的木质素磺酸铵在降解的同时又发生了聚合反应。
　　(3)采用正交试验对漆酶-HBT介体体系活化木质素磺酸铵制备纤维板的工艺条件进行优化，得出最佳工艺条件为木质素添加量为20％，热压时间为8min，热压温度为170℃和板坯含水率为25％，在此条件下制备的纤维板的物理力学性能均已达到GB/T11718-2009中干燥状态下使用的普通型中密度纤维板性能要求。对纤维板进行仪器分析可知，与未活化的木质素磺酸铵制备的纤维板(OLF)相比，漆酶活化的木质素磺酸铵制备的纤维板(Lac/MLF)和漆酶-HBT介体体系活化木质素磺酸铵制备的纤维板(Lac+HBT/MLF)的热稳定性相对较差，但相对结晶度较高，疏水性较好，并且木纤维结合更加紧密，在宏观上表现为Lac/MLF和Lac+HBT/MLF的物理力学性能相对较高。
　　(4)利用GaBi6.0软件对漆酶介体体系活化木质素磺酸铵制备纤维板工艺的环境效应影响进行分析，确定纤维板制备过程中对环境影响负荷最大的环境类型分别为温室效应、环境酸化和光化学臭氧生成潜力，所占比例分别为40％，33.07％和20.60％，并且纤维板制备过中对环境影响最大的工序是热压成型，所以纤维板生产中，在热压机中加装保温隔板的方法可以延缓热量的损失，有利于降低纤维板热压成型阶段的能耗。

目录

摘要

1 绪论

1．1 木质素

1．1．1 木质素的分布和结构

1．1．2 木质素应用

1．2 漆酶

1．2．1 漆酶的催化特性

1．2．2 漆酶酶活性的主要影响因素

1．2．3 漆酶介体体系

1．2．4 漆酶应用

1．3 环境效应影响评价

1．3．1 环境效应影响评价在木质材料加工领域的应用

1．3．2 环境效应影响评价在木质材料加工领域存在的问题

1．4 研究目的、内容及创新点

1．4．1 研究目的

1．4．2 研究内容

1．4．3 研究创新点

2 试验材料与方法

2．1 试验材料

2．2 试验仪器与设备

2．3 试验方法

2．3．1 漆酶的酶活性测定原理

2．3．2 漆酶的酶活性测定所需溶液的配制

2．3．3 活化木质素磺酸铵

2．3．4 制备纤维板

2．4 性能测试

2．4．1 纤维板物理力学性能测定

2．4．2 仪器分析测试

3 漆酶介体体系活化木质素磺酸铵制备纤维板

3．1 漆酶的最适温度、pH和酶活性

3．1．1 漆酶的最适温度和pH

3．1．2 漆酶的酶活性

3．2 漆酶介体体系活化木质素磺酸铵条件的优化

3．2．1 试验因素对纤维板物理力学性能的影响

3．2．2 漆酶介体体系的优选

3．2．3 木质素磺酸铵红外光谱分析

3．2．4 木质素磺酸铵紫外光谱分析

3．2．5 木质素磺酸铵酚羟基测定结果与分析

3．3 漆酶介体体系活化木质素磺酸铵制备纤维板

3．3．1 纤维板制备工艺的优选

3．3．2 纤维板仪器分析

3．4 本章小结

4 漆酶介体体系活化木质素制备纤维板工艺的环境效应影响

4．1 引言

4．2 环境效应影响评价

4．2．1 研究目标和范围的确定

4．2．2 功能单位确定

4．2．3 清单分析

4．2．4 影响分析

4．2．5 结果解释

4．3 漆酶介体体系活化木质素制备纤维板工艺的环境效应影响

4．3．1 系统边界

4．3．2 清单分析

4．3．3 环境负荷组成

4．3．4 环境影响特征化结果

4．3．5 环境影响标准化结果

4．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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