摘要:减少的氧化石墨烯(RGO)是一种具有许多潜在应用的高度有希望的材料。各种碳源可用作生产RGO的起始材料。这项研究探讨了甘蔗渣(SB)的利用,甘蔗(SB)是一种全球丰富的农业废料,是RGO合成的先驱。最初,在流动的氩气下以10°C/min的速度以10°C/min的速度在750°C下进行热解,以提取石墨相。然后使用悍马的方法将提取的石墨转换为氧化石墨烯(GO)。使用金属锌(Zn)作为还原剂,将GO产物进行超声处理,以在还原为RGO之前打破氧官能团。通过XRD和FTIR分析确认了从石墨到GO的每个合成步骤,从石墨到RGO的每个合成步骤的石墨变换。此外,拉曼光谱法进一步证实了RGO的形成,该光谱显示了RGO相的特征D,G和2D频段。sem显微照片揭示了RGO的形态,作为片状2D多层纳米片,薄板厚度为几百nm。这项研究还研究了Zn粉末浓度对形成RGO的GO的影响。发现适当的锌量对于RGO合成至关重要,因为过量量导致RGO样品中存在Zn残基。这些发现提出了一种直接有效的方法,可以从甘蔗渣拿起RGO准备RGO,可以将其扩展为工业生产。此外,对RGO样品的电化学性质的研究显示,在优化的合成条件下,包括较大的表面积,高特异性电容,电导率和良好稳定性。这将SB产生的RGO样品定位为超级电容器应用的有前途的电极材料。
咖啡酸(CA)是一种广泛用于药物和食品领域的酚酸化合物。然而,CA 的有效合成通常受限于单个微生物平台的资源。本文开发了一个跨界微生物联盟,以大肠杆菌和甘油假丝酵母为底盘,从甘蔗渣水解液中合成 CA。在上游大肠杆菌模块中,通过强化莽草酸合成途径和阻断莽草酸代谢来提高莽草酸的积累,为下游 CA 合成模块提供前体。在下游甘油假丝酵母模块中,通过增加胞质辅因子 FAD(H 2 ) 的供应来提高对香豆酸向 CA 的转化。此外,ABC 转运蛋白相关基因的过表达促进了 CA 的外排并增强了菌株对 CA 的抗性,使 CA 滴度从 103.8 mg/L 显著提高到 346.5 mg/L。随后,通过优化该跨界微生物联合体中菌株SA-Ec4和CA-Cg27的接种比例,CA产量提高至871.9 mg/L,较单培养菌株CA-Cg27提高了151.6%。最终,在5 L生物反应器中,以混合糖和甘蔗渣水解液为原料,通过优化共培养体系,获得CA产量分别为2311.6和1943.2 mg/L,较出发菌株提高了17.2倍和14.6倍。本研究开发的跨界微生物联合体为利用廉价原料生产其他芳香化合物提供了参考。
使用生物质(植物、玉米和废弃物)能源有可能大大减少温室气体排放。燃烧生物质释放的二氧化碳量与燃烧化石燃料的量大致相同。然而,化石燃料释放的二氧化碳是数百万年前光合作用捕获的——本质上是一种“新”温室气体。另一方面,生物质释放的二氧化碳在很大程度上被其自身生长捕获的二氧化碳所抵消(取决于种植、收获和加工燃料所用的能量)。因此,正是生物质能源的净环境效益及其可从当地资源中再生的特性吸引了我们的注意。此外,开发新的环保能源可以减少对化石燃料和煤炭的依赖,而这些燃料和煤炭在小岛屿上并不普遍。