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PVA复合酶膜是一种同时兼有催化和分离双功能的复合膜。该膜在完成酶和膜结合的同时又不改变两者的特征本质,在渗透汽化过程(PV)的协助下,将酶促反应和膜分离两个相对独立的过程耦合到一张膜上。通过在线去除产物或副产物,避免副反应的发生,提高反应转化率和产率,强化反应过程。本文在前期研究基础上,制备了PVA复合酶膜,并将其用于酶膜反应器(EMR)耦合月桂醇硬脂酸酯的合成反应中,主要研究结果如下:(1)确定了PVA复合酶膜的最佳成膜条件。其中,以PES膜为支撑层,MA和PVA的摩尔比为1:10,2wt.%的PVA铸膜液浸渍3次,成膜后100℃处理1h制备的分离活性层(PVA/PES膜)分离性能最优。在此基础上采用浸没沉淀相转换法进行了PVA复合酶膜催化层的制备,当铸膜液中PVA浓度为5wt.%,假丝酵母脂肪酶含量为2wt.%,戊二醛浓度为0.1wt.%,饱和硫酸铵溶液为凝固剂,葡聚糖为添加剂,成膜性能最佳。(2)对酶膜性质考察结果表明,酶分子经膜负载后稳定性均有不同程度的提高。其中,50℃处理60min,游离酶相对活性仅为8%,而酶膜仍高达90%;相同pH值条件下,酶膜活性比游离酶提高近20%;另外,在水解橄榄油连续操作8个批次后,酶膜相对活性为88%,表现出较好的重复利用性;储存14天后,酶膜相对活性仍然在保持在80%,相比游离态酶显著延长了储存时间。采用渗透汽化分离丁醇/水体系对PVA复合酶膜的分离性能进行测试的结果表明,PVA/PES膜在负载酶层后,酶膜通量和分离因子略有下降,但其良好的分离性能依旧可以通过PV过程在线脱除酯化反应生成的微量水。(3)采用PVA复合酶膜反应器对月桂醇硬脂酸酯的合成反应进行了研究。首先,PVA复合酶膜原位催化合成实验的结果表明,以环己烷为介质,给酶量45U,反应摩尔比1:1,底物硬脂酸浓度0.1mol L-1,反应温度在35-50℃的范围内,得到硬脂酸最终转化率为61%。其次,利用EMR进行反应分离耦合实验,40℃下反应12h硬脂酸转化率为83%,相比同条件下的平衡转化率提高22%。由此表明,PVA复合酶膜在PV过程的协助作用下,能够在线脱除酯化反应产生的副产物水,减弱产物对反应的抑制作用,打破了原有热力学平衡的限制,显著提高了转化率,实现了反应与分离过程的耦合,强化了反应过程。