细菌纤维素膜应用于固定化微生物细胞及音响膜的初步研究

论文摘要

由木醋杆菌Acetobacter xylinum发酵产生的细菌纤维素具有比植物纤维更为优越的特性。由于其具有独特的三维网络结构、高纯度、高结晶度、高杨氏模量、易于生物降解性等特点,使其广泛应用于各个领域。本文主要进行了细菌纤维素膜应用于固定化微生物细胞及音响膜方面的初步研究。以细菌纤维素膜为载体,采用静态共培养和动态摇瓶培养两种方式分别对黄孢原毛平革菌和白腐真菌Z-4进行固定化,进行了静态共培养固定化方式中接种方式、接种时间和动态培养固定化方式中载体大小、数目等条件对固定化效果的影响试验,得到了固定化效果较好的固定化黄孢原毛平革菌和白腐真菌Z-4,进行了固定化菌和游离菌对孔雀石绿染料的降解试验。发现固定化菌与游离菌球相比不仅提高了脱色效率,而且在培养液初始pH值和染料初始浓度变化的情况下,仍能保持稳定的脱色率。脱色前后的紫外可见吸收光谱分析表明,可见光区吸收峰消失,染料结构发生变化。表明细菌纤维素膜是一种优良的固定化载体。自组装了一套测试细菌纤维素膜片动态杨氏模量和损耗因子的试验装置,进行了静态、动态培养产生的细菌纤维素膜的动态杨氏模量、损耗因子等音响膜基本参数的测定与计算。由静态培养产生烘干得到的膜杨氏模量最大值为27.9846 GPa,声音传播速度为4714.8 m·s-1,损耗因子为0.0552;比动态法和经静态培养热压处理得到的膜的杨氏模量均高出一倍以上,反映了培养及后处理方式对膜性质有较强影响。表明细菌纤维素膜作为音响膜的优越性在于其同时具有的高杨氏模量和较大的损耗因子。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 细菌纤维素的产生
• 1.1.1 细菌纤维素产生菌及其产纤维素特点
• 1.1.2 细菌纤维素的发酵生产
• 1.2 细菌纤维素的结构与性质
• 1.2.1 不同培养方式产细菌纤维素的形态与结构
• 1.2.2 细菌纤维素的基本特性
• 1.3 细菌纤维素的应用概述
• 1.3.1 细菌纤维素的应用领域
• 1.3.2 细菌纤维素膜应用于固定化技术研究进展
• 1.3.3 细菌纤维素膜应用于扬声器振膜的研究进展
• 1.4 课题的主要研究内容及意义
• 2 细菌纤维素膜固定化微生物细胞应用于废水处理的研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 菌种
• 2.1.2 主要试剂及试验染料
• 2.1.3 主要仪器设备
• 2.1.4 主要培养基组成
• 2.1.5 细菌纤维素载体的制备
• 2.1.6 游离菌与固定化菌的制备方法
• 2.1.7 游离菌与固定化菌处理染料废水试验方法
• 2.1.8 主要分析测定方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 孔雀石绿染料标准曲线
• 2.2.2 动态培养固定化两种真菌的试验条件探索与分析
• 2.2.3 静态共培养方式固定化两种真菌的试验条件探索与分析
• 2.2.4 BC载体大小、数目对两种固定化真菌动态降解效果的影响与分析
• 2.2.5 初始培养液pH值对两种固定化真菌降解效果的影响与分析
• 2.2.6 初始染料浓度对两种固定化真菌降解效果的影响与分析
• 2.2.7 固定化载体重复利用次数对降解效果的影响与分析
• 2.3 讨论
• 2.3.1 细菌纤维素膜固定化真菌条件、方式的探讨与比较
• 2.3.2 细菌纤维素膜固定化真菌降解染料废水的条件探讨与比较
• 2.3.3 细菌纤维素膜与其它固定化载体的相关性能比较
• 2.3.4 下一步的研究工作及发展方向
• 2.4 小结
• 3 细菌纤维素膜应用于音响膜的初步研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 菌种
• 3.1.2 主要试剂
• 3.1.3 主要仪器设备
• 3.1.4 培养基组成
• 3.1.5 细菌纤维素培养及后处理方法
• 3.2 测试原理、方法与实验装置
• 3.2.1 测试原理
• 3.2.2 实验方法及装置设计
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 细菌纤维素悬臂梁膜片杨氏模量的测定
• 3.3.2 细菌纤维素悬臂梁膜片损耗因子的测定
• 3.3.3 不锈钢片动态杨氏模量的测定与分析
• 3.4 讨论
• 3.4.1 细菌纤维素膜结构对其杨氏模量的影响
• 3.4.2 细菌纤维素培养方式及后处理对其杨氏模量的影响
• 3.4.3 影响试验结果测定精度的相关因素探讨
• 3.4.4 细菌纤维素膜与其它传统音响膜性能比较
• 3.4.5 细菌纤维素应用于音响膜的其它性能探讨及改进方法
• 3.4.6 下一步的研究工作及发展方向
• 3.5 小结
• 4 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录