介孔TiO2晶须的硅烷化改性及其在γ-谷氨酰转肽酶固定化中的应用.docx

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引言
介孔材料因其高比表面积、大孔径和可控的孔道结构等优点，在催化、吸附和分离等领域受到广泛关注。介孔TiO2作为一种常用的催化剂和吸附剂，具有高活性和较好的稳定性等优点，在环境治理、化学催化和生物技术等领域有广泛的应用。
然而，介孔TiO2材料的应用受到一些限制，如其表面亲水性较强、化学稳定性较差等。这些问题可以通过改性来解决，其中硅烷化是一种常用的改性方法。硅烷化是通过引入有机硅化合物，将硅烷基固定在介孔TiO2表面形成一层有机硅氧键，从而改善介孔TiO2表面的性质。
本文基于介孔TiO2晶须，研究了硅烷化改性的方法及其对介孔TiO2表面性质的影响。同时，将硅烷化改性的介孔TiO2应用于γ-谷氨酰转肽酶（γ-GT）的固定化，探讨其在生物技术中的潜在应用。
实验方法
1. 制备介孔TiO2晶须
介孔TiO2晶须的制备方法：
1) （TBOT）（CTAB）加入60mL的去离子水中，并搅拌至完全混合。
2) 在105℃下进行氢氧化镁反应，，并在搅拌的同时反应72小时。
3) 用离心将沉淀洗涤并干燥，然后将样品在500℃下煅烧4小时，制备出介孔TiO2晶须。
2. 硅烷化改性
硅烷化改性的步骤：
1) ，加入不同浓度（1%, 5%和10%）的硅烷化试剂3-(甲氧基丙基)三甲氧基硅烷（MPTMS），在室温下搅拌3小时。
2) 分别将样品用氮气吹干，并在60℃下真空干燥12小时。
3) 制备硅烷化改性的介孔TiO2晶须。
3. γ-GT的固定化
γ-GT的固定化方法：
1) 将不同改性后的介孔TiO2晶须和γ-GT混合，搅拌3小时，并在4℃下静置12小时。
2) 用离心将上清液分离，并测量γ-GT的酶活性。
结果与讨论
1. 硅烷化改性对介孔TiO2晶须表面性质的影响
通过对不同硅烷化浓度的介孔TiO2晶须的表面性质进行测量，发现硅烷化可以改善介孔TiO2晶须表面的亲水性和化学稳定性。其中，10%°°，表明其表面亲水性得到了显著改善。同时，10%，24小时后无明显的颗粒聚集和沉淀，表明其具有较好的化学稳定性。
2. 硅烷化改性介孔TiO2晶须对γ-GT的固定化
通过将γ-GT固定在硅烷化改性介孔TiO2晶须上，发现硅烷化改性介孔TiO2晶须的固定化效果要优于未改性的介孔TiO2晶须。其中，10%硅烷化改性介孔TiO2晶须的固定化效果最好，%，明显高于未改性介孔TiO2晶须的酶活性保持率（%）。
结论
本文通过对介孔TiO2晶须的硅烷化改性，探究了硅烷化改性对介孔TiO2晶须表面性质的影响，并应用于γ-GT的固定化。结果表明，硅烷化可以显著改善介孔TiO2晶须表面的亲水性和化学稳定性，并且可以提高γ-GT在介孔TiO2晶须上的固定化效果。因此，硅烷化改性介孔TiO2晶须有望在生物技术领域中得到广泛的应用。