孙凯
- 作品数：17 被引量：64H指数：5
- 供职机构：安徽农业大学资源与环境学院更多>>
- 发文基金：安徽省自然科学基金国家自然科学基金“十一五”国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：环境科学与工程生物学文化科学化学工程更多>>
- 采用HRMS结合^13C-同位素比值技术探究水环境中新兴污染物的归趋和转化机制被引量：3
- 2018年
- 新兴污染物(ECs)释放到水体中能够对野生物种和人群健康构成潜在隐患.天然有机质(NOM)含有羟基、氨基、羧基和醌基等活性官能团,可参与水体中天然酶介导的酶催化氧化腐殖化反应(ECOHRs),并通过自由基耦合机制与ECs形成共价结合产物.该过程不仅降低了ECs的生态毒性,也增加了水体中有机碳、氮储备.然而,如何分析和鉴定ECOHRs中ECs和NOM分子之间形成的共价结合产物已经成为限制研究者阐明ECs在天然水体中迁移和转化机理的瓶颈.本文综述了天然水体中ECs的来源、污染现状、分布特征和生态毒理学效应,明确了ECOHRs对ECs生物有效性和转化行为的影响,重点利用高分辨质谱(HRMS)结合^(13)C-同位素比值技术分析和鉴定了ECs和NOM分子之间形成的共价结合产物.该方法主要通过精确的分子量、同位素标记差值和相对强度比值,从水环境中筛选出ECs和NOM分子之间所有可能存在的共价结合产物,为深入阐明ECs在天然酶介导ECOHRs中的归趋和转化机理提供了理论支持和技术保障.
- 孙凯李雅欣李舜尧龚睿谢道月司友斌
- 关键词：天然有机质高分辨质谱
- 纳米金属氧化物模拟天然酶催化水体中酚类污染物转化的研究进展被引量：1
- 2019年
- 天然酶作为一种绿色催化剂,能够介导水体中酚类污染物形成酚氧自由基中间体,随后这些活性中间体通过共价偶联机制生成大分子聚合产物.纳米金属氧化物(N-MOs)兼具纳米材料和天然酶"双重身份",有望克服天然酶稳定性差、难回收、易失活和价格昂贵等缺点,高效地催化氧化水体中酚类污染物的转化.本文概述了两种天然酶(过氧化物酶和酚氧化酶)的基本性能及其催化偶联酚类污染物转化的作用机理,系统地探讨了N-MOs的纳米特性及其模拟天然酶催化氧化底物的显色反应、作用效能和影响因素,并阐释了N-MOs作为纳米酶催化氧化酚类污染物转化的最新研究进展及其潜在的应用价值,旨在为拓展和开发新型、有效地纳米酶在环境中的应用提供新的理论基础和技术指导.
- 孙凯谢道月陈文君刘琦李舜尧蒋瑾司友斌
- 关键词：纳米金属氧化物酚类污染物催化氧化
- 炭基材料固定化真菌漆酶在污水处理领域的应用被引量：1
- 2023年
- 漆酶是一种多功能含铜氧化还原酶,被广泛研究或应用于多个学科领域.然而,实际应用中,漆酶因成本昂贵、易流失,稳定性不足等缺陷,限制了其工业化应用和商业化价值.炭基材料固定化真菌漆酶技术提供了一种值得探索的途径,来改善真菌漆酶的贮存稳定性、催化氧化活性、以及重复使用的性能.本文详细介绍了真菌漆酶的来源、结构和性质;系统归纳了生物炭、活性炭、碳纳米管、石墨烯等炭基材料固定化真菌漆酶的物理-化学方法(物理吸附、诱捕包埋、共价结合、交联聚合);概述了酚类、雌激素、染料、药物等环境有机污染物在炭基固定化真菌漆酶复合材料上的去除效果和循环性能,并深入讨论了化合物在炭质界面的吸附机制(如疏水性作用、π-π作用、孔隙填充等)和固定化真菌漆酶利用氧化还原电势差催化氧化有机物的反应机制.本文旨在为真菌漆酶固定化载体材料的选择提供参考依据,也将为开拓固定化真菌漆酶应用于有机污染治理的视野提供技术支撑.
- 徐乐天王旺民付龙汶孙展飞高域洲储刚孙凯司友斌
- 关键词：炭基材料真菌漆酶吸附降解循环利用
- 固定化漆酶去除废水中双酚A被引量：5
- 2020年
- 双酚A(BPA)是一种重要的有机化工原料,被广泛用于制造聚碳酸酯和环氧树脂塑料。该化合物可在野生生物和人体内富集,导致生物体内分泌系统失衡和紊乱,甚至诱发癌症风险。采用吸附、芬顿氧化、电化学、光降解和生物膜过滤等技术可有效去除废水中BPA。然而,这些常规的方法难以消除痕量BPA,且易对生态环境造成二次破坏。漆酶介导的自由基氧化具有反应条件温和、催化效率高、操作可控和经济环保等优点,在修复BPA污染废水方面具有极高的战略价值。目前,固定化技术的应用不仅有望实现漆酶对BPA的连续处理,也能够强化漆酶氧化降解BPA。综述了环境中BPA的主要来源及其对生物体的健康危害,重点分析了固定化漆酶对水体中BPA的转化作用和机理,明确了反应体系中BPA转化中间体产物的生态毒性,旨在为大规模应用固定化漆酶去除废水中BPA奠定理论基础和提供技术指导。
- 孙凯陈正杰汪登洋束茹玉吴吉韦凡
- 关键词：双酚A固定化漆酶废水处理
- 固定化真菌漆酶在环境有机污染修复中的应用研究进展被引量：11
- 2021年
- 我国有机污染废水排放总量巨大,其释放到生态环境中对野生动物和人群健康构成严重威胁。目前,生物修复技术因其绿色环保、经济高效而备受关注。漆酶能够催化不同类型有机污染物的氧化耦合和分解,该反应具有催化速率高、简单可控、底物广谱和生态友好等特点。鉴于游离态漆酶性能不稳定且难以回收利用,而酶固定化技术可显著改善游离态漆酶的稳定性、增加其循环利用次数和催化功效,有望实现漆酶在环境生物修复中的大规模应用。综述了真菌漆酶的分子结构、底物谱和催化性能,对比了漆酶的4种常规固定化方法(吸附、包埋、共价结合和交联)的优缺点。重点总结了固定化漆酶介导雌激素、抗生素、多环芳烃、个人护理产品、合成染料和磺胺类药物等有毒有害污染物的自由基耦合和氧化分解机理。固定化漆酶以分子氧作为电子受体,催化有机污染物氧化生成活性自由基或醌类中间体。这些活性中间体既能以共价耦合的途径形成聚合物,也可通过自由基相互攻击形成分解产物,进而显著降低母体化合物的生态毒性。固定化漆酶在净化有机废水、消除环境污染和维持生态健康等方面已表现出巨大的应用潜力,未来需要进一步筛选廉价固定化载体和提高固定化漆酶循环利用效率。
- 陈明雨倪烜司友斌孙凯
- 关键词：固定化漆酶有机污染环境修复
- 基于科研创新和应用人才培养的环境工程学实验课程改革探究被引量：3
- 2019年
- 针对安徽农业大学环境工程学实验课程教学过程中存在的关键问题和弊端,从学科发展的高度优化和实践应用的创新层次探索实验教学改革新思路。实施多元化实验教学理念和创新性人才培养的双导向模式,从完善实验室建设、加强师资培训、改进实验内容、更新考核方式、总结科研成果和推广实际应用等方面着手,进行实验课程教学体系改革与实践;构建科研创新和应用人才培养的环境工程学实验课程新体系;激发学生对环境工程学实验的兴趣和爱好,培育学生全方位思考、多元化创新和综合性应用能力。
- 孙凯司友斌汤婕
- 关键词：环境工程学实验课程
- MnO2纳米酶催化ABTS的显色反应及其在Fe2+和Pb2+检测中的应用
- 2019年
- 本文探讨了纳米MnO2催化2,2'-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)显色反应的类氧化酶活性,系统地评估了单一金属离子Fe^2+和Pb^2+对MnO2纳米酶活性的影响及作用机理,揭示了MnO2纳米酶-ABTS反应体系在选择性检测实际水体中Fe^2+和Pb2+的应用.在pH 3.8、25℃条件下,纳米MnO2能够催化ABTS单电子转移形成ABTS阳离子自由基(ABTS·+,绿色产物),其类氧化酶活性为0.0412 U·mL^-1.酶剂量、底物浓度、pH和温度影响了MnO2纳米酶活性.在反应体系中添加0.01 mmol·L^-1 Fe^2+(或Pb^2+)显著地抑制了MnO2纳米酶活性(P<0.01),主要是由于Fe^2+(或Pb^2+)在静电引力作用下强烈吸附在纳米MnO2表面,导致MnO2纳米酶催化活性的钝化甚至失活.其中Fe^2+吸附在MnO2纳米酶表面能够与多价锰发生氧化还原反应,而Pb^2+特异性吸附在MnO2纳米酶表面形成络合物.加标回收试验结果表明,MnO2纳米酶能够用于选择性测定实际水样中单一污染的Fe^2+和Pb^2+.MnO2纳米酶-ABTS反应体系对天然水体中Fe^2+和Pb^2+的检测具有较高精确度(相对误差为3.4%—10.5%)和良好回收性能(回收率为96%—110%).研究结果提供了一种简单、快速、高灵敏的检测方法用于可视化分析环境水样中Fe^2+和Pb^2+浓度.
- 谢道月刘琦汪珺张锡涛顾凯业孙凯
- 关键词：MNO2ABTS显色反应
- 漆酶催化生物体内有机物合成与分解代谢的双功能机制及其在生物技术领域中的应用被引量：8
- 2019年
- 本文简要概述了漆酶分子的化学结构、底物谱和催化功能,重点分析了酚类化合物对漆酶介导生物体内有机物合成与分解代谢的影响及其双功能作用机制,总结并展望了漆酶的双功能属性在生物技术领域中的最新应用前景,旨在为拓展和开发漆酶的多功能应用提供新颖的见解和思路。
- 孙凯程行余家琳陈罗建韦家畯司友斌李舜尧
- 关键词：漆酶合成代谢分解代谢
- 真菌漆酶介导自由基偶联和接枝反应在绿色化学中的应用被引量：4
- 2021年
- 漆酶(p-苯二醇:分子氧氧化还原酶;EC 1.10.3.2)是自然界中普遍存在的一类胞外含铜多酚氧化还原酶.漆酶能够以环境中氧分子作为电子接受体,催化4个底物分子的单电子氧化形成4个相应的反应活性自由基或醌类中间体,随后这些活性中间体在酶促位点外发生步进式偶联反应,生成多种具有复杂结构的大分子C—C、C—O—C或C—N—C共价聚合产物.该反应过程中仅生成唯一副产物水,具有反应温和、底物广谱、催化效率高、操作可控和经济环保等优点.目前,真菌漆酶介导低分子有机物和高分子化合物的自由基偶联和接枝反应已经被应用于生物技术领域,该技术克服了传统物理化学方法存在的弊端,在保护人群健康和生态安全等方面具有广泛地应用前景和商业价值.本文详细地概述了真菌漆酶催化不同底物分子的自由基偶联和接枝反应在环境修复、生物监测、食品加工、纤维改性、纺织染色、制药行业和有机合成等绿色化学中的最新研究进展,旨在为开发和拓展真菌漆酶在绿色化学技术领域中的多功能应用提供科学的理论依据和技术指导.
- 刘庆竹孙凯司友斌
- 关键词：漆酶接枝反应绿色化学
- 真菌漆酶在绿色化学中的研究进展被引量：25
- 2018年
- 漆酶主要是由真菌分泌的一类胞外多铜氧化酶,因其具备多功能特性而被广泛地应用于绿色环境化学。漆酶能够以分子氧作为电子接受体,催化氧化多种酚类和非酚类底物形成自由基中间体,随后这些自由基中间体涉及到氧化耦合或键断裂,最终导致底物发生氧化、分解或聚合反应。目前,主要采用包埋、吸附、共价绑定和交联结合等方法制备固定化漆酶,以增强漆酶在实际环境中的催化活性、稳定性和循环再利用功效。概述了真菌漆酶的分子组成、结构特性及其催化氧化不同底物的作用机理,系统地比较了漆酶的固定化技术及其利弊,重点阐述了漆酶在有机污染物去除、合成染料脱色、造纸废水、食品加工、生物传感器和环境质量指示器等领域的研究进展,旨在为拓展和开发真菌漆酶在绿色环境化学中的多功能应用提供新的理论依据和指导思想。
- 龚睿孙凯谢道月
- 关键词：真菌漆酶结构特征绿色化学
