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海湾环境与清华大学联合开展科技攻关,研究生物酶处理极低浓度VOCs技术
2019-12-23 浏览:16 分享:
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       近日,海湾环境与清华大学化工系建立联合科研课题组,研发极低浓度废气处理的酶催化工艺和酶制剂技术。该研究面向工业应用,开发以纳米石墨烯为载体固定化酶催化技术,成功后,将可实现这一研究领域在技术上的突破,为能源、化工等工业生产和密闭空间中极低浓度有害气体处理问题,提供有效解决路径。

前期研究成果已发表于《自然通讯》杂志


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        清华大学化学工程系对工业酶催化技术和纳米酶制剂技术具有长期深入的研究。 2019年6月,清华大学化学工程系长江学者刘铮教授带领的工业酶催化团队在《自然通讯》(Nature Communications)上发表题为《应用氧化石墨烯实现绝干气体工况下的长周期酶催化酯交换反应》(Graphene Oxide Enabled Long-Term Enzymatic Transesterification inan Anhydrous Gas Flux,)的研究论文,为此联合研发项目奠定了理论基础。
突破该领域技术难题

    
       健康和环保产业对于极低浓度有害气体深度处理技术具有重大需求。与常规化学处理方法相比,生物酶催化具有高选择性、高效率和操作条件温和等优势,但面向工业应用的气相酶催化研究目前存在一个普遍难点,就是酶的催化活性和酶的稳定性难以兼具。


清华大学研究团队发明了以氧化石墨烯(GO)为载体制备用于气相酶催化的固定化酶方法,利用GO为酶分子提供稳定的亲水微环境。
在采用脂肪酶CALB催化香叶醇和乙酸乙烯酯生成乙酸香叶酯的案例中,CALB-GO在无水工况下的催化活力是CALB酶干粉活力的5-10倍,持续催化500小时酶活保持不变。
将该方法应用于另外两种脂肪酶也取得高酶稳定性和高活性的效果,证明该方法具有通用性,在工业气相酶催化反应中具有广阔的应用前景。
解决能源化工企业废气治理痛点

     
        低浓度VOCs排放在目前我国有机废气污染中占有很大比例,但治理难度较大,通用的VOCs治理技术很难对极低浓度的VOCs废气实现有效治理。随着“蓝天保卫战“的不断深入,国家和地方也将进一步严格VOCs的排放标准。
       海湾环境作为国家环境保护石油石化行业VOC污染控制工程技术中心的建设单位,一直不断加大研发投入,开展联合科技攻关,致力于发展具有颠覆性的关键核心技术。海湾环境基于该项研究,将重点发展超低深度VOCs废气处理技术和装备,解决能源化工企业治理痛点。


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