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代谢工程在典型聚羟基脂肪酸酯(PHAs)合成中的应用
1
作者 张宇航 熊依娜 +1 位作者 王舒禾 凌晨 《生物加工过程》 2025年第6期639-648,共10页
聚羟基脂肪酸酯(PHAs)是一类由微生物合成的聚酯,经过提纯后可制成生物可降解塑料。通过代谢工程对微生物进行工程化改造,能够合成各类PHAs,可部分替代传统石油基塑料,如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),以解决不可... 聚羟基脂肪酸酯(PHAs)是一类由微生物合成的聚酯,经过提纯后可制成生物可降解塑料。通过代谢工程对微生物进行工程化改造,能够合成各类PHAs,可部分替代传统石油基塑料,如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),以解决不可降解塑料造成的环境污染问题。本文从典型的PHAs产品出发,阐述相关代谢工程的前沿进展,探讨了PHAs合成代谢网络的优化策略:通过基因剂量调控(启动子工程、核糖体结合位点(RBS)优化等)控制关键酶表达;运用CRISPR/Cas9等基因组编辑技术改造宿主菌株;基于辅因子工程(NADH/NAD+平衡)优化代谢流分配;结合PHA合成酶(PhaC)的改造提升催化效率。此外,本文还介绍以嗜盐菌Halomonas bluephagenesis TD01为代表的下一代工业生物技术平台,该平台凭借其独特的开放培养优势和高效合成能力,正推动PHAs生产技术的革新发展。 展开更多
关键词 phas 代谢工程 盐单胞菌TD01 下一代工业生物技术
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C/P对EBPR系统PAOs与GAOs竞争及PHAs代谢过程影响研究 被引量：8
2
作者 蒋涛 方婧 +3 位作者 孙培德 钟晓 徐少娟 方治国 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2938-2944,共7页
以富含聚磷菌(PAOs)活性污泥为基础,基于FISH技术研究了SBR工艺不同C/P(25∶1、20∶1、15∶1和10∶1)对EBPR系统中功能菌变化特征与微生物胞内聚合物(PHAs)代谢过程的影响.结果表明,经过10 d运行处理,C/P分别为25∶1、20∶1和15∶1系统... 以富含聚磷菌(PAOs)活性污泥为基础,基于FISH技术研究了SBR工艺不同C/P(25∶1、20∶1、15∶1和10∶1)对EBPR系统中功能菌变化特征与微生物胞内聚合物(PHAs)代谢过程的影响.结果表明,经过10 d运行处理,C/P分别为25∶1、20∶1和15∶1系统磷酸盐去除率>88%,而C/P为10∶1系统磷酸盐的去除率为0%.FISH检测结果显示,随着C/P从25∶1下降到10∶1,EBPR系统中PAOs的含量相应从(76.42±1.24)%减少到(10.40±0.97)%,而聚糖菌(GAOs)则从(16.36±3.41)%增加到(34.25±2.59)%.在厌氧段,不同C/P条件下EBPR系统中PHB和PHV的合成动力学系数大小分别为K25∶1>K20∶1>K15∶1>K10∶1和K15∶1>K20∶1>K25∶1>K10∶1.随着C/P从25∶1下降到10∶1,合成PHB在PHAs中所占的比例从85%下降到24%,而PHV则从15%上升到76%;在好氧段,不同C/P系统消耗PHB和PHV的动力学系数大小均为K20∶1>K25∶1>K15∶1>K10∶1,且C/P为25∶1、20∶1和15∶1时系统消耗主要成分是PHB(占PHAs 71%～75%),而C/P为10∶1时系统消耗主要成分是PHV(占PHAs 71%).由此表明,随着C/P的降低,EBPR系统内GAOs增加而PAOs减少,从而导致系统内PHB合成与消耗比例逐渐减少,而PHV合成与消耗比例逐渐增加. 展开更多
关键词 生物强化除磷(EBPR) 聚磷菌(PAOs) 聚糖菌(GAOs) 聚羟基烷酸(phas) 荧光原位杂交技术(FISH)
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PBS/PHAs的熔融行为和非等温结晶动力学 被引量：5
3
作者 李志庭 郭绍强 秦江雷 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期54-56,19,共4页
用示差扫描量热仪测定了聚羟基丁酸酯(PHAs)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混体系的熔融和非等温结晶动力学。结果发现:PHAs和PBS之间存在着相互作用。用Jeziorny方程对共混体系的非等温结晶动力学进行了研究,说明PHAs的加入对PBS的结晶动力... 用示差扫描量热仪测定了聚羟基丁酸酯(PHAs)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混体系的熔融和非等温结晶动力学。结果发现:PHAs和PBS之间存在着相互作用。用Jeziorny方程对共混体系的非等温结晶动力学进行了研究,说明PHAs的加入对PBS的结晶动力学参数影响不大,PHAs的加入没有起到异相成核的作用,而是使PBS的结晶生长更加完善。用Kissinger方程计算了体系的结晶活化能,发现PHAs的加入使结晶活化能先升高后降低。 展开更多
关键词 PBS phas 熔融行为 非等温结晶动力学 结晶活化能
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活性污泥利用混合碳源合成PHAs的工艺条件优化 被引量：3
4
作者 张艳萍 秦清 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期269-272,共4页
利用SBR反应器驯化具合成聚羟基烷酸酯(PHAs)能力的活性污泥,以乙酸∶丙酸=1∶2为混合碳源,通过调控pH、COD浓度、改变碳源投加方式,对活性污泥合成PHA的工艺参数进行优化。实验结果表明:pH控制为5、7、9时,pH=7的中性环境更有利于剩余... 利用SBR反应器驯化具合成聚羟基烷酸酯(PHAs)能力的活性污泥,以乙酸∶丙酸=1∶2为混合碳源,通过调控pH、COD浓度、改变碳源投加方式,对活性污泥合成PHA的工艺参数进行优化。实验结果表明:pH控制为5、7、9时,pH=7的中性环境更有利于剩余污泥贮存PHAs,贮存量可达51.9 mg/g;COD浓度为200、400、600 mg/L条件下,COD=400 mg/L时剩余污泥贮存PHAs的能力较强,最高产率约为60.27 mg/g;采用3次投加碳源的方式使PHAs的产率提高到初始量的3.7倍以上,高于一次性投加碳源方式。 展开更多
关键词 活性污泥 聚羟基烷酸酯(phas) 碳源 PH 优化
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不同碳源的生物除磷效率及合成PHAs结构分析 被引量：3
5
作者 任源 韦朝海 《中国给水排水》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期327-332,共6页
由于PHB的加工性能欠佳,目前对PHAs的合成研究多集中在中短链PHAs共聚共混物上.针对食品、发酵厂废水含多种可发酵基质的特征,分别采用乙酸钠、乙醇、葡萄糖、可溶性淀粉和谷氨酸钠为惟一碳源,研究了SBR反应器中生物除磷的能力及合成PHA... 由于PHB的加工性能欠佳,目前对PHAs的合成研究多集中在中短链PHAs共聚共混物上.针对食品、发酵厂废水含多种可发酵基质的特征,分别采用乙酸钠、乙醇、葡萄糖、可溶性淀粉和谷氨酸钠为惟一碳源,研究了SBR反应器中生物除磷的能力及合成PHAs的特性.这5种碳源在厌氧阶段的磷释放量分别为10.12、1.63、7.88、2.44和5.00mg/L,在好氧阶段的吸磷量分别为0.64、6.37、8.10、1.21和3.05 mg/L,总吸磷效率的次序为乙醇(乙酸)＞葡萄糖＞可溶性淀粉＞谷氨酸钠.反应液碱性不断增加导致乙酸钠吸磷能力受破坏,4 h好氧吸磷量仅为0.64mg/L,较多的小分子有机酸生成有利于好氧吸磷能力的提高.用GC-MS解析了这5种碳源合成PHAs的结构,分别由乙酸钠、乙醇和谷氨酸钠为惟一碳源所合成的PHAs主要为PHB,以葡萄糖和可溶性淀粉所合成PHAs主要为PHBV,分析了不同碳源合成PHAs的代谢途径,PHAs产物中琥珀酸的检出证实了三羧酸循环参与了合成代谢.在谷氨酸钠和可溶性淀粉合成产物中检出3-羟基癸酸和3-羟基十二酸,还混有长链烷酸和烯酸如硬脂酸、软脂酸和油酸. 展开更多
关键词 碳源 生物除磷 phas结构
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利用废弃物发酵法生产聚羟基烷酸PHAs 被引量：5
6
作者 杨丰科 高自良 梁吉虎 《氨基酸和生物资源》 CAS 2009年第4期24-29,共6页
聚羟基烷酸(PHAs)是一种可降解聚合物,与石化塑料相比它具有生物降解性及生物相容性等优点,在不久的将来必然有广阔的应用前景。生产PHAs的主要方法是发酵法,在过去的几十年里传统的深层发酵法生产PHAs的工艺已经得到深入的研究,近些年... 聚羟基烷酸(PHAs)是一种可降解聚合物,与石化塑料相比它具有生物降解性及生物相容性等优点,在不久的将来必然有广阔的应用前景。生产PHAs的主要方法是发酵法,在过去的几十年里传统的深层发酵法生产PHAs的工艺已经得到深入的研究,近些年固态发酵法生产PHAs也吸引了越来越多研究者的关注。 展开更多
关键词 聚羟基烷酸(phas) 深层发酵 固态发酵 工农业废弃物
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利用有机废水生产聚羟基烷酸(PHAs)的进展 被引量：10
7
作者 谢光健 李家洲 《广东化工》 CAS 2005年第7期34-36,共3页
聚羟基烷酸(PHAs,polyhydroxyalkanoates)是由微生物经β-羟基烷酸聚合而成的一类高分子化合物的总称,它具有优良的生物可溶性、生物可降解性、光学活性、压电性等品质。本文综述了近年来利用有机废水生产PHAs的研究进展。
关键词 聚羟基烷酸 有机废水 水生 有机 高分子化合物 生物可降解性 光学活性 研究进展 phas 微生物
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聚羟基脂肪酸脂(PHAS)的应用前景 被引量：6
8
作者 汤洪敏 《贵州大学学报（自然科学版）》 2002年第3期268-273,共6页
PHAS 具有良好的力学性能并可完全生物降解 通过PHAS 的发现、发展过程 ,提出寻找可合成短链和长链单体共聚的微生物已成为PHAS 家族的主要研究方向 同时根据PHAS 的生物活性、机械特性 ,说明其将会在生物医用材料。
关键词 聚羟基脂肪酸脂 应用前景 phas PHBHHX 生物活性 机械特性 生物可降解塑料 生物高分子材料
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PHAs/纤维素复合材料研究进展 被引量：3
9
作者 张雪姣 马晓军 《上海包装》 2017年第2期61-65,共5页
基于国内外研究现状,文章讲述了PHAs性质及特点、纤维素的溶液种类,又介绍PHA/纤维素复合材料制备的工艺,并对未来PHAs/纤维素复合材料的发展进行了展望。
关键词 phas 纤维素 复合材料
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突变工程菌pCBH4高产PHAs分子机制的初步研究(英文)
10
作者 钱时权 李晓玉 +1 位作者 朱苏文 程备久 《激光生物学报》 CAS CSCD 2009年第1期24-30,共7页
聚羟基烷酸酯(PHAs)是一类以胞内颗粒形式存在的能被完全生物降解的贮能物质。本研究利用生物信息学的方法初步分析了离子束诱变选育出的突变工程菌pCBH4高产PHAs分子机制。为了分析高产PHAs特性,实验首先提取pCBH4突变菌株含有合成PHA... 聚羟基烷酸酯(PHAs)是一类以胞内颗粒形式存在的能被完全生物降解的贮能物质。本研究利用生物信息学的方法初步分析了离子束诱变选育出的突变工程菌pCBH4高产PHAs分子机制。为了分析高产PHAs特性,实验首先提取pCBH4突变菌株含有合成PHAs基因的质粒并转化受体菌DH5α,然后根据原始序列设计引物,从突变株pCBH4中扩增出phaA、phaB和phaC基因并对其进行了序列分析。结果表明:转化菌表现出高产PHAs特性;phaA基因在序列末端有7处碱基发生改变,这一变化导致5个氨基酸发生了改变;phaC基因也发生了类似的变化。从这些结果可以推断pCBH4突变株高产PHAs不是由于工程菌基因组遗传变异所致,可能是phaA和phaC基因突变的结果。 展开更多
关键词 合成phas相关基因 生物合成 突变 生物信息学分析
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胞内贮存物聚羟基烷酸酯(PHAs)的分析方法研究进展 被引量：2
11
作者 江慧 方芳 操家顺 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期89-95,174,共8页
聚羟基烷酸酯(PHAs)是许多纯种微生物及活性污泥在非平衡生长条件下作为碳源和能源贮存在细胞内的胞内贮存物。PHAs具有可完全生物降解性、生物相容性,可以替代传统的塑料运用于众多领域,因而引起科研领域和工业界的广泛关注。文章主要... 聚羟基烷酸酯(PHAs)是许多纯种微生物及活性污泥在非平衡生长条件下作为碳源和能源贮存在细胞内的胞内贮存物。PHAs具有可完全生物降解性、生物相容性,可以替代传统的塑料运用于众多领域,因而引起科研领域和工业界的广泛关注。文章主要综述了PHAs分析方法的研究进展,包括PHAs的物理化学性质、生产工艺和定性定量的分析方法。 展开更多
关键词 聚羟基烷酸酯(phas) 活性污泥 纯种微生物 分析方法
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PHAs，绿色材料——深圳市意可曼生物科技有限公司总裁钟路华专访
12
作者 曾伟立 《塑料制造》 2009年第10期30-32,共3页
随着人们环保意识的提高，由塑料制品废弃物引起的“白色污染”，备受各国政府的重视。可降解塑料，作为普通塑料的替代材料，受到业界广泛关注，针对新产品的开发、加工和应用方面的研究不断。可降解材料分为直接合成型、普通塑料添加... 随着人们环保意识的提高，由塑料制品废弃物引起的“白色污染”，备受各国政府的重视。可降解塑料，作为普通塑料的替代材料，受到业界广泛关注，针对新产品的开发、加工和应用方面的研究不断。可降解材料分为直接合成型、普通塑料添加型、天然高分子型。直接合成型又分为微生物合成型、化学合成型和转基因植物合成型。 展开更多
关键词 phas 生物科技 绿色材料 深圳市 总裁 塑料制品 可降解塑料 合成型
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国内首个PHAs材料产业化项目在山东邹城投产
13
作者 曾伟立 《塑料制造》 2009年第9期22-22,共1页
近日，山东省意可曼完全生物降解项目投产仪式在邹城市经济开发区隆重举行。经过近一年的精心组织和紧张施工，该项目一期工程5000吨可完全生物降解材料项目正式竣工投产。这种生物降解材料是以基因工程菌种构造法、采用生物发酵合成的... 近日，山东省意可曼完全生物降解项目投产仪式在邹城市经济开发区隆重举行。经过近一年的精心组织和紧张施工，该项目一期工程5000吨可完全生物降解材料项目正式竣工投产。这种生物降解材料是以基因工程菌种构造法、采用生物发酵合成的聚羟基烷酸酯（PHAs）复合材料。项目的投产使得山东意可曼科技有限公司成为国内第一家PHAs产业化的企业。 展开更多
关键词 完全生物降解材料 产业化项目 phas 山东省 投产 国内 聚羟基烷酸酯 经济开发区
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利用廉价碳源发酵生产聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的研究进展 被引量：2
14
作者 项兰 翁庆北 周桂雄 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期64-68,73,共6页
介绍了目前国内外利用微生物发酵生产PHAs的基本情况,并系统地对微生物利用不同廉价原料发酵生产PHAs的研究状况进行了综述、比较及分析。最后,对利用微生物发酵生产PHAs在原料方面的未来发展趋势及重点研究方向进行了展望。
关键词 聚羟基脂肪酸酯(phas) 微生物发酵 生产成本 廉价碳源
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剩余污泥在微氧条件下利用VFAs合成PHAs的工况优化 被引量：1
15
作者 谢一涵 方茜 +3 位作者 刘煜 曾蕴仪 黄定武 黄紫龙 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1052-1058,共7页
针对2种脱氮除磷工艺的剩余污泥,在微氧条件下,以花生渣厌氧发酵产生的VFAs为碳源,控制反应时间为5 h,DO≤0.2 mg·L-1,COD为650~750 mg.L-1,对比2种不同工艺的剩余污泥合成聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的量,并探究了增设前置曝气对微氧条... 针对2种脱氮除磷工艺的剩余污泥,在微氧条件下,以花生渣厌氧发酵产生的VFAs为碳源,控制反应时间为5 h,DO≤0.2 mg·L-1,COD为650~750 mg.L-1,对比2种不同工艺的剩余污泥合成聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的量,并探究了增设前置曝气对微氧条件下剩余污泥合成PHAs的影响。结果表明,在微氧条件下,连续流中同步亚硝化反硝化脱氮除磷系统二沉池的剩余污泥(R1)和采用A2O工艺的实际水厂的剩余污泥(R2)合成PHAs最高量分别为108.6 mg·g-1和58.58 mg·g-1,R1比R2更具有合成PHAs的能力;在增设前置曝气实验中,曝气时间的延长和曝气量的增大均可促进PHAs的合成;当曝气气量为50 L·h-1时,曝气20 min后,R1合成的PHAs最高为172.5 mg·g-1。氧化还原电位(Eh)是微氧条件下PHAs合成过程中的重要指示参数,当Eh值为最低时,PHAs合成量最多。以上结果可为脱氮除磷工艺剩余污泥利用廉价碳源合成PHAs提供参考。 展开更多
关键词 微氧 剩余污泥 前置曝气 挥发性脂肪酸(VFAs) 聚羟基脂肪酸酯(phas)
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生物塑料PHAs/植物纤维复合材料的研究进展 被引量：6
16
作者 安胜男 马晓军 《林业机械与木工设备》 2016年第3期4-7,共4页
综述了生物塑料聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的种类及PHAs/植物纤维复合材料的制备工艺,概述了PHAs/植物纤维复合材料的研究进展,分析了不同纤维类型、改性方法及改性剂对PHAs/植物纤维复合材料结构和性能的影响,提出了PHAs/植物纤维复合材料... 综述了生物塑料聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的种类及PHAs/植物纤维复合材料的制备工艺,概述了PHAs/植物纤维复合材料的研究进展,分析了不同纤维类型、改性方法及改性剂对PHAs/植物纤维复合材料结构和性能的影响,提出了PHAs/植物纤维复合材料的发展方向。 展开更多
关键词 生物可降解材料 phas 植物纤维 研究进展
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不同红树林土壤中的PHAs合成菌研究
17
作者 庄露 谢晴宜 洪葵 《生物技术通报》 CAS CSCD 2006年第C00期362-365,共4页
通过平板分离和傅立叶红外光谱检测技术分析了PHAs合成菌在7个红树林土壤生境中的分布，结果表明：红树林土壤中PHAs各成菌数量在10^3-10^6cfu／g湿土之间，占异养菌总数的1．5‰-318．6‰；不同红树林土壤中PHAs合成菌分布差异明显，... 通过平板分离和傅立叶红外光谱检测技术分析了PHAs合成菌在7个红树林土壤生境中的分布，结果表明：红树林土壤中PHAs各成菌数量在10^3-10^6cfu／g湿土之间，占异养菌总数的1．5‰-318．6‰；不同红树林土壤中PHAs合成菌分布差异明显，回归分析显示在10％的置信水平下，样品中PHAs合成菌数在一定范围内与土壤中有效钾、全磷呈显著相关；在全磷含量高的深圳和福建样品中，高PHAs合成能力的菌株数显著高于其它样品，进一步表明PHAs合成菌可能与环境污染程度有关。 展开更多
关键词 phas 红树林土壤 C/N比 红外光谱检测技术
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高PHAs合成性能菌株的筛选及其条件优化
18
作者 仇少静 张艳萍 杨海静 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期6049-6055,共7页
通过尼罗蓝荧光筛选,从活性污泥体系中筛得Ace-6、But-1和But-17。经DNA分子鉴定,Ace-6缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta),But-1约氏不动杆菌(Acinetobacter Johnsonii),But-17蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)。采用摇瓶平行发酵实... 通过尼罗蓝荧光筛选,从活性污泥体系中筛得Ace-6、But-1和But-17。经DNA分子鉴定,Ace-6缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta),But-1约氏不动杆菌(Acinetobacter Johnsonii),But-17蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)。采用摇瓶平行发酵实验,确定了各自的最佳碳源和氮源,并通过多因素正交实验对其进行合成条件优化。结果表明,Ace-6菌株合成条件为温度30℃、乙酸钠30 g·L^(-1)、酵母粉0.35 g·L^(-1)、pH 7.0、接种量5%,PHAs的总量可达412.02 mg·L^(-1);But-1菌株的合成条件为温度35℃、乙酸钠20 g·L^(-1)、硫酸铵0.35 g·L^(-1)、pH 7.5、接种量8%,PHAs的合成量可达392.39 mg·L^(-1);But-17菌株合成条件为温度35℃、淀粉20 g·L^(-1)、氯化铵0.35 g·L^(-1)、pH 7.5、接种量5%,PHAs可达304.70 mg·L^(-1)。 展开更多
关键词 phas 缺陷短波单胞菌 约氏不动杆菌 蜡样芽孢杆菌
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动胶菌发酵产物PHAs提取方法的研究
19
作者 何竹青 黄建新 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期139-142,共4页
以动胶菌为生产菌株,对后期提取方法进行筛选,从而确定了提取聚羟基烷酸酯(PHAs)的最佳方案即季铵盐浓度为1%,作用时间为15 min,细胞浓度为350 g/L,次氯酸钠浓度为3%,作用时间为5 min。以该方案为基础的放大实验,得到产物纯度98.3%;经... 以动胶菌为生产菌株,对后期提取方法进行筛选,从而确定了提取聚羟基烷酸酯(PHAs)的最佳方案即季铵盐浓度为1%,作用时间为15 min,细胞浓度为350 g/L,次氯酸钠浓度为3%,作用时间为5 min。以该方案为基础的放大实验,得到产物纯度98.3%;经力学性质测试拉伸强度为26.265 MPa;杨氏模量1287.535 MPa;经热分析测试熔点为173℃,熔解焓43.18Jg-1。 展开更多
关键词 聚羟基烷酸酯(phas) 提取方法 产物收率 力学测试
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PHAs缓释碳源在垂直流人工湿地中的应用效果 被引量：3
20
作者 王艳 《广东化工》 CAS 2022年第20期127-129,共3页
对于低碳氮比的污水,在不外加碳源的情况下,以PHAs缓释碳源作为垂直流人工湿地的反硝化脱氮填料,通过对垂直流人工湿地的不同进水碳氮比、水力停留时间等条件进行优化,研究缓释碳源对人工湿地脱氮效果的影响。结果表明:整体上,PHAs缓释... 对于低碳氮比的污水,在不外加碳源的情况下,以PHAs缓释碳源作为垂直流人工湿地的反硝化脱氮填料,通过对垂直流人工湿地的不同进水碳氮比、水力停留时间等条件进行优化,研究缓释碳源对人工湿地脱氮效果的影响。结果表明:整体上,PHAs缓释碳源的释碳速率及可控性均较好,能很好地起到提高碳氮比的作用,对于进水C/N比为3.5和3.0的污水脱硝态氮效果最佳,可达80%以上;对于不同的水力停留时间,综合经济性及反硝化脱氮效果,最佳水力停留时间为1.5 d。 展开更多
关键词 phas缓释碳源 垂直流人工湿地 低碳氮比 脱氮 效果
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