一种改性纤维素酶混合药剂及其在锂离子电池中的应用制造技术

本发明专利技术涉及IPC C12N9领域，尤其涉及一种改性纤维素酶混合药剂及其在锂离子电池中的应用。按重量份计，其制备原料包括：混合酶70

【技术实现步骤摘要】
一种改性纤维素酶混合药剂及其在锂离子电池中的应用


[0001]本专利技术涉及IPC C12N9领域，尤其涉及酶
，更具体地，涉及一种改性纤维素酶混合药剂及其在锂离子电池中的应用。

技术介绍

[0002]纤维素酶能够催化水解纤维素生成葡萄糖，将自然界中来源丰富的纤维素转化为有益化学品，对社会的可持续发展具有重大意义，但是其应用成本过高，且较低的活性限制了其应用。
[0003]目前，在锂离子电池阴极材料的制备中都需要用到一种增加粘稠度的材料，一般为羧甲基纤维素钠。羧甲基纤维素钠是由羧甲基纤维素制得的一种钠盐，由于锂离子电池对羧甲基纤维素钠要求非常高，因此会有大量的添加了羧甲基纤维素钠的阴极废料。此阴极废料排入江河会使得水体含氧量下降，威胁海洋生物和周边居民的健康。因此，需要研发一种合适的方式对阴极废料中的羧甲基纤维素进行处理。
[0004]现有技术中，申请公布号为CN 103343143A的专利申请文件，公开了一种提高纤维素酶对木质纤维素的酶解效率的方法，通过在纤维素酶溶液中加入聚乙二醇，来加快酶与木质纤维素的结合速率，从而提高了纤维素酶的酶解效率，但是只对木质纤维素的酶解率有提高。
[0005]申请公布号为CN101550411的专利申请文件，公开了一种固定化纤维素酶及应用其水解植物材料提取活性成分的方法，通过用N
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琥珀酰壳聚糖为载体来修饰纤维素酶，使酶在催化反应时能与底物充分接触，克服了传统固定化酶的缺点，但是对酶的活性提高有限。
[0006]本专利技术通过提出一种改性纤维素酶混合药剂及其在锂离子电池中的应用，不仅操作简单，且混合药剂的活性高，将其用于处理锂离子电池废液，不用焚烧对环境无污染，还能将高效的将羧甲基纤维素转化为葡萄糖，实现羧甲基纤维素的再次应用。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术第一方面，提供了一种改性纤维素酶混合药剂，按重量份计，其制备原料包括：混合酶70
‑
120份、无机盐1
‑
5份、纯净水5
‑
20份。
[0008]优选的，所述改性纤维素酶混合药剂，按重量份计，其制备原料包括：混合酶80
‑
110份、无机盐1
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3份、纯净水5
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15份。
[0009]优选的，所述混合酶选自纤维素酶、葡聚糖酶、普鲁兰酶、纺锤菌素、DNA拓扑异构酶、纤维二糖脱氢酶、磷酸丙糖异构酶、V8蛋白酶、乙酰葡糖胺糖苷酶、磷酸二脂酶、胰蛋白酶、淀粉酶中至少两种；进一步优选的，为纤维素酶、葡聚糖酶和纤维二糖脱氢酶。
[0010]优选的，所述葡聚糖酶、纤维二糖脱氢酶和纤维素酶的质量比为1:(1
‑
2)：(7
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12)；进一步优选的，为1:1:8。
[0011]纤维素酶能够将构造坚固的大分子的羧甲基纤维素一步步切割成葡萄糖，但是由
于纤维素酶的活力普遍不高，导致纤维素酶对纤维素降解效率较低，降解速率慢，难以实现大规模的生产。申请人意外发现，在纤维素酶中加入适量的葡聚糖酶和纤维二糖脱氢酶制得混合试剂，且葡聚糖酶、纤维二糖脱氢酶和纤维素酶的质量比为1:(1
‑
2)：(7
‑
12)时，能够提高葡萄糖的转化率和降解效率。这可能是因为纤维二糖脱氢酶不仅能使羧甲基纤维素溶液的粘度下降，产生的羟基可以协助纤维素酶分解羧甲基纤维素的微晶格从而分裂羧甲基纤维素，其还能与葡聚糖酶共同氧化羧甲基纤维素的还原端来阻止其重聚合，从而提高了降解效率，一定量的葡聚糖酶能够与纤维素酶协同作用，水解纤维二糖生成葡萄糖，尽可能的提高了葡萄糖的转化率，还能够减少生成的葡萄糖对纤维二糖脱氢酶的抑制作用。但是市面上的售卖的纤维素酶成分复杂，含有大量半纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶等，影响了纤维素酶与底物羧甲基纤维素的吸附，不利于对羧甲基纤维素的回收，市面上售卖的葡聚糖酶和纤维二糖脱氢酶纯度也较低，从而影响了其回收效率。
[0012]优选的，所述无机盐选自铁盐、钠盐、钙盐、碘化物中的一种或多种；进一步优选的，为钠盐；
[0013]优选的，所述钠盐选自氯化钠、硫代硫酸钠、酸式碳酸钠、碳酸氢钠、硝酸钠中的一种或多种；进一步优选的，为酸式碳酸钠；
[0014]所述无机盐和混合酶的质量比为1：(20
‑
30)；进一步优选的，为1:25。
[0015]为了提高羧甲基纤维素的回收效率，申请人发现，在混合药剂中加入无机盐，尤其是弱碱性的酸式碳酸钠，能够在不影响混合药剂有效活性的同时，还能提高羧甲基纤维素的回收效率，这可能是由于加入了酸式碳酸钠调节混合药剂至弱碱性，能够促进纤维素酶活性的同时，还能抑制药剂中无用酶的活性，且酸式碳酸钠中的金属盐离子对纤维素酶具有激活作用，进一步提高了纤维素酶降解羧甲基纤维素的能力。申请人发现，当无机盐为酸式碳酸钠，且无机盐与混合酶制剂的重量比为1：(20
‑
30)时，混合药剂的活性最高，且应用于羧甲基纤维素废水中的回收效率高。
[0016]所述纯净水和混合酶的质量比为1：(8
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12)；进一步优选的，为1:10。
[0017]一种改性纤维素酶混合药剂，其制备方法包括以下步骤：将混合酶和无机盐混合均匀后加入水，充分搅拌均匀后即得。
[0018]优选的，所述搅拌温度为23
‑
29℃，搅拌时间为1
‑
5h。
[0019]本专利技术第二方面提供了一种改性纤维素酶混合药剂在锂离子电池中的应用，用混合酶药剂对锂离子电池中的阴极废料进行处理，包括以下步骤：
[0020]S1：将阴极废料倒入搅拌釜中，加入酸搅拌，得到混合物一；
[0021]S2：当S1中的混合物一降温至27
‑
32℃时，向搅拌釜中加入制备的改性纤维素酶混合药剂继续搅拌，保温搅拌2
‑
8h；
[0022]S3：保温搅拌后缓慢降低搅拌釜温度，降至18℃以下后停止搅拌；
[0023]S4：将步骤S3得到的物料倒入生化处理池的好氧池中，加入量为好氧池水质量的0.1％
‑
0.8％，静置20
‑
30h。
[0024]优选的，所述阴极废料中羧甲基纤维素的浓度为1
‑
6wt％。
[0025]优选的，步骤S1中所述酸为草酸、柠檬酸、苹果酸、乙酸、丁二酸、硫酸、盐酸中一种或多种；进一步优选的，为柠檬酸。
[0026]优选的，所述柠檬酸的密度为1
‑
2g/cm3。
[0027]优选的，所述酸的浓度为1
‑
5wt％。
[0028]优选的，所述酸和阴极废液的重量比为1：(80
‑
100)。
[0029]羧甲基纤维素是刚性的结晶状结构，且其不溶于有机溶剂，溶于水时也容易发生结团、结块现象，影响混合药剂对其的降解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性纤维素酶混合药剂，其特征在于，按重量份计，制备原料包括：混合酶70
‑
120份、无机盐1
‑
5份、纯净水5
‑
20份。2.根据权利要求1所述的一种改性纤维素酶混合药剂，其特征在于，按重量份计，其制备原料包括：混合酶80
‑
110份、无机盐1
‑
3份、纯净水5
‑
15份。3.根据权利要求1或2所述的一种改性纤维素酶混合药剂，其特征在于，所述混合酶选自纤维素酶、葡聚糖酶、普鲁兰酶、纺锤菌素、DNA拓扑异构酶、纤维二糖脱氢酶、磷酸丙糖异构酶、V8蛋白酶、乙酰葡糖胺糖苷酶、磷酸二脂酶、胰蛋白酶、淀粉酶中的至少两种。4.根据权利要求1或2所述的一种改性纤维素酶混合药剂，其特征在于，所述无机盐选自铁盐、钠盐、钙盐、碘化物中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的一种改性纤维素酶混合药剂，其特征在于，所述无机盐选自钠盐；所述钠盐选自氯化钠、硫代硫酸钠、酸式碳酸钠、碳酸氢钠、硝酸钠中的一种或多种。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的一种改性纤维素酶混合药剂，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：将混合酶和无机盐混合均匀后加入水，充分搅拌均匀后即得。7.一种如权利要求1
‑
6任...

【专利技术属性】
技术研发人员：王其合，许林俊，袁健，吕远，陆建清，王亚东，严欢，
申请(专利权)人：金为环保科技常州有限公司，
类型：发明
国别省市：