摘要:在废水和城市河流中,曲霉科细菌富含多聚(乙二醇)(PET)微塑料,但宠物降级机制仍不清楚。在这里,我们通过结合显微镜,光谱,蛋白质组学,蛋白质建模和遗传工程来调查了废水分离株的comamonas testosteroni kf-1。与宠物膜上的较小凹痕相比,扫描电子显微镜显示出明显的宠物颗粒,导致30天培养中的小纳米颗粒(<100 nm)的丰度增加了3.5倍。红外光谱法主要捕获了碎片颗粒中的水解裂解。溶液分析进一步证明了PET低聚物BIS(2-羟基乙基)苯二甲酸酯的双重水解为生物可用的单体terephathathate。补充乙酸盐,一种常见的废水共覆盖物,促进了细胞生长和宠物碎片。仅检测到一种,仅检测到一种,这在仅乙酸盐和仅宠物的条件下发现。该水解酶结构的同源性建模说明了尽管序列不同,但类似于报道的PET水解酶的底物结合。缺乏该水解酶基因的突变体无能为力低聚物水解,宠物碎片降低了21%。基因的重新插入恢复了两个功能。因此,我们已经确定了在废水comamonas中降低宠物降解水解酶的本构生产,该水解酶可以用于塑料生物转化。关键词:塑料废物,废水,生物降解,显微镜,蛋白质组学,PET水解酶
中性水解是一种对酸水解的环保替代品,因为它是在存在水溶性盐的情况下使用蒸汽或水进行的。5,12 Pereira等。 在不同的温度(190 - 400°C)和压力(1 - 35 MPa)上研究了H 2 O在固体和熔融PET的水解上的性能(1 - 35 MPa)。 13当在饱和液体H 2 O(311°C,10 MPa和30分钟的反应时间)中水解熔融PET时,观察到高TPA产量(> 85%)。 在高温下酸度的发展促进了酯键的裂解。 14元帅和弗兰克报告说,H 2 O的离子产物(K W)随温度增加,最大达到6.34×10-12,在220°C下的pH值为5.5。 15明显更快的水解速率已†电子补充信息(ESI)。 请参阅doi:https://doi.org/ 10.1039/d3gc04576e5,12 Pereira等。在不同的温度(190 - 400°C)和压力(1 - 35 MPa)上研究了H 2 O在固体和熔融PET的水解上的性能(1 - 35 MPa)。13当在饱和液体H 2 O(311°C,10 MPa和30分钟的反应时间)中水解熔融PET时,观察到高TPA产量(> 85%)。在高温下酸度的发展促进了酯键的裂解。14元帅和弗兰克报告说,H 2 O的离子产物(K W)随温度增加,最大达到6.34×10-12,在220°C下的pH值为5.5。15明显更快的水解速率已†电子补充信息(ESI)。请参阅doi:https://doi.org/ 10.1039/d3gc04576e
摘要:在这项工作中,使用硅烷偶联剂(IPTES)和聚合物块(ITP)成功合成了一种新型功能化的氧化石墨烯成核核定剂(GITP),以有效地改善PET的结晶和机械性能。为了全面研究官能化的GO对PET性质的影响,通过使用熔体混合方法将GITP引入PET矩阵来制备PET/GITP纳米复合材料。结果表明,与纯PET相比,PET/GITP具有更好的热稳定性和结晶性能,从而将熔化温度从244.1℃提高到257.1°C,并将其结晶度从595 s降低到201 s。此外,PET/GITP纳米复合材料的结晶温度从185.1℃至207.5℃升高,拉伸强度从50.69 MPa提高到66.8 MPa。本研究为官能化的GO提供了一种有效的策略,作为一种成核剂,可以改善PET聚酯的结晶和机械性能。
摘要:负担得起且可访问的小规模生物反应器对研究界有很大的好处。在以前的工作中,设计的自动生物反应器系统旨在通过在线光学监测,搅拌和温度控制的最高30毫升刻度运行,并且该系统(称为Chi.bio)现在以通常比商用生物反应器少1-2个数量级的成本来营销。在这项工作中,我们通过通过硬件和软件修改实现连续的pH监视和控制,进一步扩展了Chi.bio系统的功能。为了进行硬件修改,我们采购了低成本,商业pH电路,并对Chi.bio头板进行了直接修改,以实现连续的pH监测。对于软件集成,我们引入了对Chi.bio反应器内测得的pH的闭环反馈控制,并将pH控制模块集成到现有的Chi.bio用户界面中。我们使用基准切割蛋白酶的合成聚酯,聚酯聚酯(PET)的小尺度解聚(PET)证明了pH对照的实用性,并将其与250 mL生物反应反反反应水解反应进行了比较。通过基础添加和产品释放曲线测量的宠物转换和速率的结果在统计上是等效的,而Chi.BIO系统允许相对于250 mL生物反应器设置所需的纯化内zyme的20倍降低。通过廉价的修改,在Chi.bio反应堆中进行pH控制的能力扩大了该系统中研究的生化反应和生物培养的潜在板岩,并且也可以适用于其他生物反应器平台。
将不可生物降解的废弃石油塑料转化为可回收单体的一种可能方法是通过微生物和酶促活动降解塑料。塑料还可以通过这些过程矿化,产生二氧化碳、水和新生物质作为副产品。正如先前的研究 [ 11 - 13 ] 所证明的那样,这种转化可以产生重要的生物产品。微生物在整个生物降解过程中分泌细胞外酶来分解塑料。一旦附着在塑料上,这些酶就会触发水解并在塑料表面产生较短的聚合物中间体。微生物利用这些中间体作为碳源,最终导致二氧化碳的产生。尽管塑料具有合成性质,但近年来已发现许多能够代谢它们的微生物 [ 14 ]。
活化的碳(AC)可以添加到聚合物基质中以实现电导率,从而导致潜在的传感器应用。在这项研究中,我们评估了与聚苯二甲酸酯(PBT)/聚酰胺6(PA6)混合物混合时AC的拉伸强度。PBT/ PA6/ AC复合材料是通过0、2、4、6、8和10%AC的注射成型制备的。在国际标准化组织527标准组织之后,对样品进行了拉伸测试。PBT/PA6/2%AC,PBT/PA6/4%AC,PBT/PA6/6%AC和PBT/PA6/8%AC样品的拉伸强度分别为45.13、44.60、42.48和41.82 MPA。这些值高于没有AC的PBT/PA6混合物的(40.93 MPa)。将AC掺入PBT/PA6混合物中会增加拉伸强度。PBT/PA6/2%AC样品具有最高的拉伸强度,而PBT/PA6/10%AC样品的拉伸强度比PBT/PA6混合物低39.79 MPa。所有PBT/PA6/AC样品的拉伸模量高于PBT/PA6混合物。将AC添加到PBT/PA6混合物中时,微结构变得更小,更细,增强了凝聚力并改善机械性能。这项工作中分析的方法的可疑应用领域是,PBT/PA6混合物可以用少量AC回收为导电聚合物复合材料。
原子层沉积 (ALD) 是微电子行业广泛采用的先进气相薄膜制造技术,用于晶体管和显示器等应用。25 在 ALD 中,不同的气态/汽化金属和共反应物前体被顺序脉冲输入反应腔,每个前体脉冲之后都进行惰性气体吹扫步骤,以在发生所需的表面反应后去除多余的前体分子。由于这些化学表面反应的自限性,ALD 可提供无针孔、高度均匀且保形的薄膜,并可在原子级厚度控制。用于有机薄膜的 ALD 对应方法也是最近才开发的,这种方法称为分子层沉积 (MLD)。26 MLD 采用纯有机气态/汽化前体。最重要的是,ALD 和 MLD 都是模块化的,这意味着为了沉积高质量的金属有机薄膜,可以结合使用 ALD 和 MLD 前体脉冲。 27,28 这种目前蓬勃发展的混合 ALD/MLD 技术已被用于制造数十种新型金属有机薄膜材料,这些材料表现出的有趣功能特性远远超出了纯无机或有机薄膜所能实现的功能特性。29 例如,ALD/MLD 生长的金属有机薄膜的机械性能通常比 ALD 生长的无机薄膜高出几个数量级,这在柔性电子应用等领域非常重要。30,31
摘要:折纸结构具有轻便、坚硬和可扩展的优点。一些可扩展结构已经在市场上广泛使用,但尽管许多人试图开发一种可在轴向折叠而不会弯曲的聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 瓶,但这种瓶子尚未上市。因此,本研究旨在开发一种易于折叠而不会弯曲的 PET 瓶。初始模型由七层组成,其中五层(即不包括盖子和底部)设置为螺旋圆柱体。该模型可以相当容易地折叠而不会弯曲。然而,模型在压缩后会回弹到几乎原来的高度。因此,我们开发了具有两层或三层螺旋层的新型 PET 瓶来解决这个回弹问题。我们的新设计可以将可折叠层插入不可折叠层(例如锥形壳或圆柱壳)中,以抑制压缩后的回弹。此外,我们新设计中可折叠层和不可折叠层之间的凹槽可以进一步有助于捕获可折叠部件。而且,我们的新设计可以实现部分压缩,以在液体部分消耗时降低瓶子的高度。
摘要:聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 的酶解聚已成为一种潜在的 PET 回收方法,但通常会进行大量的热机械预处理以降低 PET 的结晶度和粒度,这种方法成本高昂且耗能。在当前的研究中,我们使用具有三种不同粒度分布的高结晶度 PET (HC-PET) 和低结晶度冷冻研磨 PET (CM-PET) 来研究 PET 粒度和结晶度对叶堆肥角质酶变体 (LCC-ICCG) 性能的影响。我们发现 LCC-ICCG 水解 PET,导致对苯二甲酸的积累,有趣的是,还会释放出大量的单(2-羟乙基)对苯二甲酸酯。PET 粒度减小会增加 HC-PET 的最大反应速率,而 CM-PET 的最大水解速率在不同粒度下没有显著差异。然而,对于这两种基质,我们表明颗粒尺寸减小对整体转化程度影响不大。具体来说,CM-PET 薄膜在 48 小时内转化为 99 ± 0.2% 的质量损失,而 HC-PET 粉末在 144 小时内仅达到 23.5 ± 0.0% 的转化率。总体而言,这些结果表明,PET 的非晶化是使用 LCC-ICCG 酶进行酶促 PET 回收的必要预处理步骤,但颗粒尺寸减小可能不是必需的。关键词:塑料回收、角质酶、界面生物催化、动力学、结晶度、粒度■简介
摘要 酯酶已成为酶法聚酯回收的重要生物催化剂,将聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 回收为对苯二甲酸 (TPA) 和乙二醇 (EG)。本文介绍了基于酶法 PET 解聚的回收工艺的流程建模、技术经济、生命周期和社会经济影响分析,并与原始 TPA 制造进行了比较。我们预测酶法回收 TPA (rTPA) 具有成本竞争力,并强调了实现这一目标的关键领域。除了有利的长期社会经济效益外,rTPA 还可以将每千克 TPA 的总供应链能耗降低 69%–83%,温室气体排放量降低 17%–43%。一项针对美国经济的评估估计,TPA 回收工艺可减少高达 95% 的环境影响,同时产生高达 45% 的社会经济效益,这相对于原始 TPA 生产而言也是如此。敏感性分析突出了实现生物 PET 回收和升级再造的重大研究机会。