1．目的及意义
1． 目的及意义
挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，简称 VOCs)，按照世界卫生组织(WHO)的说法，指的是那些在常压下沸点为 50～260℃的有机化合物。所以VOCs 所指的的化合物种类广泛，比如说醇类、醛类、酮类、脂肪酸、苯及其衍生物、酚及其衍生物等。
关于这些挥发性有机物的来源，由于现在石油化工、医药合成、塑料材料、建筑材料等工业的快速发展，工业生产中就产生了大量的挥发性有机污染物。这些有机污染物对生态环境的破坏越来越严重了。为了在推动社会生活水平的进步的同时推进生态文明建设，研究探讨如何对这些挥发性有机污染物进行高效的治理成为许多科研人士关注的热点问题。
现在对于挥发性有机污染物的治理在理论上主要分为两种思路：对有机组分进行回收或对有机组分进行降解。这两种思路都有着各自非常具有代表性的方法。
关于对有机组分进行回收的方法主要有吸附处理法，液体吸收法以及膜分离法。吸附处理法是利用多孔固体吸附剂，来把有机污染物吸附着在其表面，从而达到分离目的，主要在有机废气浓度很高时来使用。液体吸收法是采用不挥发液体做吸收剂，利用挥发性有机污染物各组分间在吸收剂中的溶解度的差异，从而使废气中的有机组分被吸收剂吸收。膜分离法采用对有机组分有选择透过性的高分子膜，在一定条件下使有机组分透过高分子膜实现富集，来使气相可以达到排放标准，并且对富集得到的有机组分可以进一步处理回收。
关于对有机组分进行降解的方法主要有催化燃烧法，光催化法以及生物处理法。催化燃烧法是利用催化剂在低温条件下氧化分解其中可燃组分，适用于处理那些具有可燃性并且在高温下能分解的有机气体。光催化法是利用光催化剂(TiO2)在常温常压的光照下用氧气做氧化剂，把有机组分降解为如CO2、H2O 等小分子，适用范围广。生物法是利用滤池、滴滤塔或再生池中的微生物，将挥发性有机污染物捕获降解，变成 CO2、H2O 等小分子，条件温和，常温、常压下即可进行。
在以往的挥发性有机污染物生物治理中，一般采用的是一些微生物。不过大家应该都知道，绿色植物在空气污染的治理中有着非常重要的作用。
在利用植物光合作用对以甲醛为例的有机污染物进行氧化分解的研究中，证实了植物的光合作用确实对甲醛有着相当不错的降解作用。但从酶学理论分析以及前期实验观察显示，生物光合酶系统可作用的底物仅限于少量亲水性小分子有机物，本论文拟对植物光反应酶系统进行固定化方法和微改性研究，以期改变其底物专一性，扩大其底物适用范围，探索出一种有效的、安全的室内VOCs的生物治理新方法。
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2. 研究的基本内容与方案

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2． 研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施
（1） 研究内容
1.光合酶的制备；
2.酶的微改性；
3.酶的固定化方法研究；
4.酶及固定化酶作用效果观察；
（2） 研究目标
1.酶的改性：采用物理的及化学的方法对酶进行适当改性，获得底物适应范围较广的改性酶；
2.酶的固定：通过选择不同的固定化基质和固定化方法，改变酶的底物亲和性，获得对非极性有机小分子具有较好亲和性的固定化酶；
（3） 拟采用的技术方案及措施
1）光合氧化酶系统的制备
以菠菜为原材料，榨汁过滤后经多次离心及梯度离心后可得叶绿体，对其速冻速融后离心可得光合氧化酶沉淀。

2）光合氧化酶系统的微改性
采用热处理，表面活性剂，化学修饰等方法对酶系统进行微改性。

比较改性前后酶对不同底物的作用效果；
作用效果检测：比较酶对不同极性底物的作用效果，如甲醛、丙酮、苯、甲苯等；
3）光反应酶系统的固定
采用不同的固定化基质和固定化方法改变酶的底物亲和性。

亲和性检测：比较不同的固定化基质和固定化方法固定的酶对不同极性底物的作用效果；
4）分析数据，确定合适的改性方法以及相应的固定方法。

3. 参考文献
4． 阅读的参考文献不少于15篇（其中近五年外文文献不少于3篇）
1. Hiroshi Nishiyama, Tomoya Watanabe, Yasunobu Inoue. Activation of immobilized enzymes by acoustic wave resonance oscillation[J]. Enzyme and Microbial Technology. 2014，Vol. 67： 27–31
2. J Kargul, G Bubak, and G Andryianau. Biophotovoltaic Systems Based on Photosynthetic Complexes. Encyclopedia of Interfacial Chemistry: Surface Science and Electrochemistry. Elsevier Inc. 2017 .
3. 秦晓春，SUGA Michihiro，匡廷云，沈建仁，等。

高等植物光系统Ⅰ-捕光天线Ⅰ（PSⅠ-HLCⅠ）超分子复合物的晶体结构和能量传递途径.［J］，科学通报，2016 年，vol.61（19）：2163-2175
4. Kalliopi Ladomenou, Vasilis Nikolaou, Georgios Charalambidis. et. Porphyrine- BODIPY-based hybrid model compounds for artificial photosynthetic reaction centers. C. R. Chimie 20 (2017) 314-322.

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7.黎梅. 纤维素表面多层定向固定化蛋白质[D].北京化工大学,2016.
8.吴盼. 利用光合细菌Z08处理大豆蛋白废水效能研究[D].哈尔滨工业大学,2015.
9.熊燕飞,陈筠,甘玮,王洋,李培妹.光合氧化酶联合化学氧化用于木纤维脱木质素[J].食品工业科技,2013,34(23):168-171.
10.何所惧. 可逆溶解的N-（2-羧基苯甲酰基）壳聚糖固定化脂肪酶的制备和表征[D].安徽师范大学,2013.
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12.江梅,邹兰,李晓倩,车飞,赵国华,李刚,张国宁.我国挥发性有机物定义和控制指标的探讨[J].环境科学,2015,36(09):3522-3532.
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