一种加强界面活化以高效生物降解PET的方法技术

本发明专利技术基于耐碱全细胞生物催化剂，利用一种界面活化剂创建了降解PET微塑料的化学

【技术实现步骤摘要】
一种加强界面活化以高效生物降解PET的方法


[0001]本专利技术涉及一种涤纶降解处理方法，具体涉及界面生物活化剂催化PET高效降解的方法，属于涤纶纺织加工领域。
技术背景
[0002]生物降解被认为是解决涤纶微塑料问题最安全、最彻底的方法。然而，PET是一种具有高结晶度、致密结构和高疏水表面的生物抗性高分子化合物。另外，作为一种化学合成材料，与天然产物相比，聚酯出现的时间很短，自然界还没有来得及进化出能够高效分解PET的微生物。
[0003]尽管，近些年已经报道了多种用于PET生物降解的微生物和酶，但其生产力有限。考虑到PET的降解是一种界面催化反应，界面催化剂的应用被认为是一种有效提高PET降解的方法。无论是化学降解还是生物降解，界面催化剂都可以降低表面张力，使酶和化学分子更容易与聚合物表面接触，最终提高界面反应的效率。
[0004]本专利技术，基于耐碱全细胞生物催化剂，利用一种界面活化剂创建了降解PET微塑料的化学
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生物联合催化体系。在酶和碱性分子对PET表面侵蚀的过程中，通过应用界面活化剂来增强界面生物反应，增强生物降解的效率。由于本专利技术中使用的界面活化剂属于酯类，在PET生物降解的过程中也可作为碳源被微生物生长繁殖所利用。因此，不会进一步造成环境污染，符合生态染整的要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有酶、微生物降解PET效率低的不足，提供了一种基于耐碱全细胞生物催化剂，利用界面活化高效降解PET的新方法。/>[0006]本专利技术所采用的技术方案是：一种新型的基于耐碱全细胞生物催化剂，利用界面活化高效降解PET的新方法。其特征在于包括以下步骤：
[0007](1)PET微塑料的制备：首先，将聚酯超细纤维精炼，去除表面油脂，水洗多次后充分干燥；然后，将底物粉碎至微塑料尺寸，收集过筛的PET粉体，水洗、烘干备用。
[0008](2)界面活化作用：按照耐碱睾丸酮丛毛单胞菌的培养配方配制碱性液体培养基，另外加入0.5％
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3％体积的界面活化剂。将该体系置于超声仪器中，使得PET和界面活化剂充分分散均匀，放入37℃，140rpm恒温摇床上处理2
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5h，使得PET表面充分乳化。上述培养基配方如下：氯化铵1.00g/L，氢氧化钠1.4g/L，氯化钾3.7g/L，氯化钠0.50g/L，七水硫酸镁0.25g/L，PET1g/L，硼酸0.5μg/L，六水氯化铁0.2μg/L，五水硫酸锰0.4μg/L，氯化锌0.4μg/L，五水硫酸铜40.0μg/L，钼酸铵0.2μg/L。
[0009](3)生物
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化学联合降解PET微塑料：将步骤(2)中的培养基取出，在高温高压下灭菌20min，在超净台中冷却至室温后移入5％的菌液，随后放入37℃、140rpm的恒温摇床上培养3
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5天。
[0010](4)重新配制碱性液体培养基，经过界面活化、灭菌后置换20％
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40％至步骤(3)中
的降解体系中，继续置于37℃、140rpm的恒温培养箱中培养。如此重复降解60天。
[0011]作为优选，步骤(1)中精炼后的PET干燥方式为：冷冻干燥。
[0012]作为优选，步骤(1)中粉碎PET的方式为：物理切割，使用超离心切割仪。
[0013]作为优选，步骤(2)中超声温度30℃，超声频率40KHz，超声时间0.5h；界面活化剂为吐温20，体积为1％，界面活化时间为2h。
[0014]作为优选，步骤(3)中新发酵液的置换时间为3天。
[0015]作为优选，步骤(4)中新发酵液的置换体积为30％。
[0016]由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：
[0017](1)PET的降解，无论是化学法还是生物法均为界面反应。因此，界面活化剂的加入，能够使碱性分子和胞外酶能够快速的和PET微塑料发生特异性结合，促进降解反应的高效进行。
[0018](2)本专利技术从环保、高效降解角度出发，利用耐碱睾丸酮丛毛单胞菌作为全细胞生物催化剂，不仅能够使PET在弱碱性环境下发生微弱降解，还省去了PET生物降解过程中酶提取、纯化的步骤。
[0019](3)由于另外加入的界面活化剂为酯类分子，在PET降解过程中，也会被微生物作为碳源而同化吸收。因此，不会造成环境污染，符合生态染整的发展方向，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
[0020]实施例1
[0021](1)PET微塑料的制备：首先，将聚酯超细纤维和切片精炼，去除表面油脂，水洗多次后充分干燥；然后，将底物粉碎至微塑料尺寸，收集过筛的PET粉体，水洗、烘干备用。
[0022](2)界面活化作用：按照耐碱睾丸酮丛毛单胞菌的培养配方制备200ml培养液于500ml锥形瓶中，另外加入1％体积的吐温20；将该体系置于超声仪器中，使得PET和界面活化剂分散均匀，放入37℃，140rpm恒温摇床上处理2
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5h，使得PET表面充分乳化。上述培养基配方如下：氯化铵1.00g/L，氢氧化钠1.4g/L，氯化钾3.7g/L，氯化钠0.50g/L，七水硫酸镁0.25g/L，PET1g/L，硼酸0.5μg/L，六水氯化铁0.2μg/L，五水硫酸锰0.4μg/L，氯化锌0.4μg/L，五水硫酸铜40.0μg/L，钼酸铵0.2μg/L。
[0023](3)生物
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化学联合降解PET微塑料：将步骤(2)中的培养基取出，在高温高压下灭菌20min，在超净台中冷却至室温后移入5％的菌液，随后放入37℃、140rpm的恒温摇床上培养3天。
[0024](4)重新配制碱性液体培养基，经过界面活化、灭菌后置换30％至步骤(3)中的降解体系中，继续置于37℃、140rpm的恒温培养箱中培养。如此重复降解60天。
[0025]实施例2
[0026](1)PET微塑料的制备：首先，将聚酯超细纤维和切片精炼，去除表面油脂，水洗多次后充分干燥；然后，将底物粉碎至微塑料尺寸，收集过筛的PET粉体，水洗、烘干备用。
[0027](2)界面活化作用：按照耐碱睾丸酮丛毛单胞菌的培养配方制备200ml培养液于500ml锥形瓶中，另外加入1％体积的吐温40；将该体系置于超声仪器中，使得PET和界面活化剂分散均匀，放入37℃，140rpm恒温摇床上处理2
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5h，使得PET表面充分乳化。上述培养基
配方如下：氯化铵1.00g/L，氢氧化钠1.4g/L，氯化钾3.7g/L，氯化钠0.50g/L，七水硫酸镁0.25g/L，PET1g/L，硼酸0.5μg/L，六水氯化铁0.2μg/L，五水硫酸锰0.4μg/L，氯化锌0.4μg/L，五水硫酸铜40.0μg/L，钼酸铵0.2μg/L。
[0028](3)生物
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化学联合降解PET微塑料：将步骤(2)中的培养基取出，在高温高压下灭菌20mi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加强界面活化以高效生物降解PET的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)PET微塑料的制备：首先，将聚酯超细纤维精炼，去除表面油脂，水洗多次后冷冻干燥；然后，使用超离心切割仪将底物切割至微塑料尺寸，收集过筛的PET粉体，水洗、烘干备用。(2)界面活化作用：按照培养配方制备碱性液体培养基，另外加入1％界面活化剂；将该体系置于超声仪器中，温度为30℃，超声频率40KHz，工作0.5h，使得PET和界面活化剂充分分散均匀，放入37℃，140rpm恒温摇床上处理2h，使得PET表面充分乳化；上述培养基配方如下：氯化铵1.00g/L，氢氧化钠1.4g/L，氯化钾3.7g/L，氯化...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩继贤，李鑫，张健飞，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：