蛋氨酸结晶用添加剂分子模拟和实验研究

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wlfzjut
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
DL-蛋氨酸作为“必需氨基酸”之一,是重要的动物营养添加剂。结晶得到的DL-蛋氨酸多为鳞片或粉末状,形貌差、堆密度低,严重影响其质量和后续工艺效率。本文关注蛋氨酸的晶习调节,采用分子模拟技术进行添加剂筛选并对其调控效果进行实验验证,进而展开蛋氨酸间歇冷却结晶过程中添加剂的作用机理研究。首先运用Material Studio软件建立分子模型,进行DL-蛋氨酸晶面特征、添加剂与晶面作用的分析,以蛋氨酸单晶长径比为判据筛选出无机酸碱及有机胺盐酸盐类添加剂。然后在不同添加剂条件下采用恒温蒸发法培养蛋氨酸单晶,观察晶体形貌测量其长径比,从而验证添加剂的调节效果。其次采用激光动态法测定了不同添加剂作用下、蛋氨酸在常压和298.15K-313.15K条件下的溶解度和298.15K-308.15K的超溶解度,得到了介稳区宽度(MSZW)等添加剂作用下蛋氨酸结晶工艺优化所需要的热力学数据。结果表明,添加剂对蛋氨酸溶解度影响较小;添加剂浓度升高,蛋氨酸介稳区先变宽后变窄。利用Self-consistent方程和3D经典成核理论对蛋氨酸成核动力学参数进行估算研究的结果表明,蛋氨酸溶液的界面能随添加剂浓度升高先升高后降低,从而影响蛋氨酸的成核速率和介稳区宽度。本文还利用单晶生长法测量了 DL-蛋氨酸的晶面生长速率、通过回归分析得到生长速率方程。结果表明DL-蛋氨酸(111)晶面为扩散控制,(20-2)晶面为表面反应控制。研究了添加剂种类和浓度对晶面生长速率的影响,结合分子动力学模拟、从分子水平探究添加剂对DL-蛋氨酸晶体生长的影响。结果表明,添加剂能够同时促进和抑制DL-蛋氨酸晶面生长:添加剂吸附在晶面、占据扭折位点而抑制晶面生长;添加剂也会破坏晶面的溶剂层、加快溶质扩散而促进晶面生长。最后论文在结晶热力学和单晶生长动力学研究基础上,考察添加剂对蛋氨酸间歇结晶过程的影响:考察了各种添加剂条件对晶体晶习、晶体粒度和堆密度的影响,最终确定添加剂作用下蛋氨酸间歇结晶工艺的较佳操作区间。
其他文献
氢气介导的微生物无机耦合系统在CO2还原方面展现出了独特的优势和巨大的潜力,该系统可以实现CO2到多碳化合物的直接转化。无机系统将水电解为氢气和氧气,随后被氢自养型微生物原位利用将CO2转化为不同产物。但目前该系统的产物种类仍较为单一,大多为低级醇类。此外,体系在运行过程中存在生物与无机系统不匹配的问题。无机系统副产的活性氧自由基(reactiveoxygenspecies,ROS)会对微生物造成
学位
挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是大气污染物的重要前体物之一。甲苯在石油化工,涂装印染和化学制药等行业中被广泛应用,同时因其臭氧和二次有机气溶胶生成潜势较大,是一种具有代表性的污染物。近年来,生物法被国内外广泛应用于VOCs处理中,其中,甲苯经生物降解后产生的电子在细胞内的累积是影响去除效率的关键因素。微生物燃料电池(Microbial Fuel Ce
学位
石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种堆积层状半导体材料。近年来,由于其制备方法简便、合适的导带位置、物化性质稳定以及价格经济等优点,被认为在可见光光催化制氢领域具有很高的应用前景。然而,反应活性位点不足、电子-空穴对易复合和有限的光吸收能力等问题都严重限制了块状g-C3N4光催化制氢性能的提升。因此,通过对g-C3N4进行带隙调控的改性策略来增强其光催化活性能受到了研究者们的广泛关注。本文提出了用过
学位
2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(CBDO)是制备高性能聚酯的重要二元醇单体,2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二酮(CBDK)加氢是CBDO工业化生产过程中的关键步骤。论文以Ru/C催化剂催化的CBDK液相加氢反应为研究对象,通过实验优化了加氢工艺条件,考察了反应动力学规律,并对滴流床加氢反应器进行了设计优化。论文的主要工作包括以下三个方面:使用搅拌釜式反应器研究催化剂浓度、反应压力和
学位
烯烃聚合技术水平体现了一个国家工业的先进程度,但我国目前缺乏聚烯烃热塑性弹性体(POE)等高端聚烯烃产品的生产技术。POE是乙烯与α-烯烃的无规共聚物,需要使用1-辛烯等α-烯烃。1-辛烯通常由乙烯四聚而得,若将乙烯四聚与乙烯/1-辛烯共聚有机地结合在一起,则可减少1-辛烯的分离、储运成本,并开发出POE合成新技术。为此,本课题构建了(Ph2P)2NiPr/Cr(acac)3(PNP-Cr)、[M
学位
作为一种高端聚乙烯材料,超高分子量聚乙烯(UHMWPE)在刚性、韧性、化学惰性以及生物相容性上均有出色表现,因此在军工国防、医疗器械和海洋工程等领域发挥着重要作用。目前,商业UHMWPE主要由氯化镁负载型齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂(简称Z-N催化剂)制备。迄今为止,该催化剂已发展到第六代。最新一代的催化剂依据“复形效应”,依托于给电子体技术及载钛技术,将改进重点集中在对催化剂
学位
核技术的开发、应用和产业化已经成为人类社会不可或缺的一部分,但核技术的广泛应用遗留下大量的问题需要解决。核废料中79Se放射性阴离子的分离技术和医疗核素生产中99Mo放射性阴离子分离技术的开发非常关键,是核废料安全长期处置和医疗核素稳定生产的核心保障。高效吸附剂的开发和筛选是解决这一问题的重要手段,无机阳离子骨架材料是一类具有高稳定性和强阴离子分离能力的功能材料,但对于新发现的新型材料的应用研究很
学位
期刊
聚合物特有的凝聚态结构和分子量分布,将影响聚合物的性能。对于聚乙烯而言,当分子量高于临界缠结分子量时,容易形成缠结。特别是超高分子量聚乙烯(UHMWPE),分子链内和链间存在大量的缠结点,使材料加工困难,力学性能下降。分子量分布作为聚合物的重要指标,同样也影响聚合物的加工性能和使用性能。然而,目前在使用传统Ziegler-Natta催化剂的前提下,聚乙烯链缠结和分子量分布均无法在工业聚合温度下通过
学位
生物基聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)具有高玻璃化温度、机械强度及气体阻隔性,在工程材料及食品包装等领域应用前景广阔。但PEF的拉伸韧性差、抗冲击强度低,并且在合成过程中易发生醚化副反应生成2,5-呋喃二甲酸二甘醇酯链节(DF)。近年来致力于改善PEF韧性的研究工作往往以共聚改性为主,但通常需添加高含量的共聚单体才实现明显的增韧效果,并产生增韧后玻璃化温度(Tg)、机械强度和气体阻隔性大幅下
学位