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为解决固定化苯酚(PhOH)降解细菌的相关问题,研究人员开发两种含 β- 环糊精(β-CyD)的球形水凝胶。实验发现含 β-CyD 水凝胶催化剂活性更强,不同菌群在不同水凝胶中形成生态位,这为降解污染物提供新思路。
在本研究中,研究人员制备了两种晶格型含 β- 环糊精(β-CyD
)的球形水凝胶,用于固定化降解苯酚(PhOH)的细菌。一种是 ENTG-mix-βCyD/HDI,由混合型球形水凝胶构成,凝胶基质中嵌入了带有 β-CyD 环的聚合物微粒。另一种是 ENTG-co-PSβCyD,由共聚球形水凝胶组成,其中 β-CyD 取代的单体发生共聚和交联。前者的 β-CyD 环呈聚集分布,而后者则是均匀分布。
连续的 PhOH 降解实验表明,两种含 β-CyD 的球形水凝胶催化剂的催化活性均超过不含 β-CyD 的 ENTG 球形催化剂。固定化细菌在共聚载体的表面和结构内部均有分布,而在混合载体中,许多细菌分散在各处。对 PhOH 降解菌群的分析显示,恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)在共聚水凝胶中形成生态位,而鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)在混合水凝胶中形成生态位。
用对二甲苯替代 PhOH 进行的批次实验表明,共聚凝胶和混合凝胶的降解速率分别是 ENTG 凝胶的 2.4 倍和 1.6 倍。由于恶臭假单胞菌(P. putida)的反应活性,共聚凝胶的对二甲苯降解速率更快。