光触媒 360百科

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光触媒是一种纳米级的金属氧化物材料（二氧化钛比较常用），它涂布于基材表面，干燥后形成薄膜，在光线的作用下，产生强烈催化降解功能：能有效地降解空气中有毒有害气体；能有效杀灭多种细菌，抗菌率高达99.99％，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理；同时还具备除臭、抗污等功能。

基本信息

中文名称

光触媒

时 间

1967年

人 物

藤岛昭

地 点

日本东京

目录1光催化2材料3性能4局限5特征6产品7作用8应用9比较

折叠编辑本段光催化

1967年，日本东京大学的本多建一教授和博士班学生藤岛昭发现，用光照射二氧化钛电极可进行水的电解反应。这就是著名的"本多作用的光催化反应，将空气中的水或氧气催化成氧化能力极强的羟基自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(O2·)、活性氧(HO2·，H2O2)等具有极强氧化能力的光生活性基团，这些光生活性基团的能量相当于3600K的高温，具有很强的氧化性，

这些强氧化性基团可强效分解各种具有不稳定化学键的有机化合物和部分无机物，并可破坏细菌的细胞膜和凝固病毒的蛋白质载体。

折叠编辑本段材料

光触媒（纳米除醛酶）材料主要有纳米TiO2、ZnO、CdS、WO3、Fe2O3、PbS、SnO2、ZnS、SrTiO3、SiO2等，2000年以来又发现一些纳米贵金属(铂、铑、钯等)具有更好的光催化性能，但由于其中大多数易发生化学或光化学腐蚀，而贵金属成本则过高，都不适合作为家居净化空气用光催化剂。

在所有的光触媒材料中，纳米TiO2不仅具有很高的光催化活性，且具有耐酸碱腐蚀、耐化学腐蚀、无毒等优点，价格也适中，具有较高的性价比，因而市场上大多使用纳米二氧化钛作为主要原材料。

纳米二氧化钛(TiO2)是一种半导体，主要有锐钛型(Anatase)，金红石型(Rutile)及板钛型(Brookite)三种晶体结构，其中:

板钛型晶体稳定性差，一般认为不具备光催化活性。

锐钛型晶体具有比金红石型晶体更强的光催化性能，耐候性和附着性也很好，纳米无机包覆稳定，市场价格高于金红石型晶体。

纳米氧化锌(ZnO)粒径介于1-100 nm之间，是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品，表现出许多特殊的性质，如非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力等，利用其在光、电、磁、敏感等方面的奇妙性能，可制造气体传感器、荧光体、变阻器、紫外线遮蔽材料、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等。在橡胶、陶瓷、纺织、印染、国防工业领域具有广泛的应用。

纳米二氧化锆(ZrO2)呈高纯度白色粉末状，无臭、无味。低温时为单斜晶系，高温时为四方晶型。具有高的折射率(折射率2.2)和耐高温性。有良好的热化学稳定性、高温导电性和较高的高温强度和韧性，具有良好的机械、热学、电学、光学性质。其中HT-ZrO-01为单斜晶型，HT-ZrO-02为四方晶型。纳米氧化锆颗粒尺寸微小、是很稳定的氧化物，具有耐酸、耐碱、耐腐蚀、耐高温的性能，可用于功能陶瓷和结构陶瓷，以及宝石材料。

折叠编辑本段性能

一般科学意义上的光触媒是单质粉末状的，而进入市场大多是混合液态状的，这个必须要区别开来。

截至2013年，还没有用肉眼区分光触媒优劣的可靠方法，选择光触媒要谨记一点:

不看广告看报告，广告可以作假，但一些国家级的报告还是可信的，要仔细查验国家专利报告、技术查新报告、技术检测报告、工程验收报告等。

折叠全面性

光触媒是目前国际上最安全和最洁净的环境净化材料，在欧美和日本、韩国等区域广泛运用，美国宇航空间站净化工程、海上油污降解工程和日本公交公司消毒工程均使用光触媒进行处理。

光触媒可以有效地降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等污染物，并具有高效广泛的消毒性能，能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。

折叠持续性

在环境污染不严重的条件下，只要不磨损、不剥落，光触媒本身不会发生变化和损耗，在光的照射下可以持续不断的净化污染物，具有时间持久、持续作用的优点。

但如果环境污染比较严重时，一些硫酸根和硝酸根离子会影响光触媒的寿命和效果，会出现失活现象，可以通过相关技术工艺回复活性。

折叠安全性

无毒、无害，对人体安全可靠;不会产生二次污染。

折叠编辑本段局限

光触媒是有一定作用的，但它的作用范围相当小，甚至仅仅局限在光触媒网面上。如果消费者想清洁、净化整个房间的污浊空气，显然是不可能的。

光触媒内部由于晶格缺陷光化学活性太强，会氧化降解有机物基材(如油漆、皮革、织物)，使基材表面腐蚀、变色、粉化，光触媒涂膜粉化、剥落，最终影响使用寿命。21世纪以来可以通过无机包覆技术解决。

一般把光触媒称为是半永久净化材料，光触媒有效期长短可参考日本公交系统的消毒制度，日本公交车使用光触媒喷涂后，5年内可不进行其他消毒方式，由此可认为:公用场所，使用优质光触媒喷涂后，净化杀菌效果至少可保证5年。

折叠编辑本段特征

折叠光波吸收

(以市面最多的光触媒纳米二氧化钛为例)。

纯净的纳米二氧化钛粉末，只能吸收400nm以下的紫外光，在自然环境下，紫外光占有比例较低，不足自然光的10%，因而纯净的纳米二氧化钛基本没有光触媒的功效。

所以，为使二氧化钛可以吸收可见光，甚至吸收远红外光，必须采用特殊材料的配制掺杂技术。

比如采用固相合成、过渡金属离子和非金属离子掺杂、金属-有机络合物、表面敏化、半导体复合等多种方法，对光触媒进行可见光诱导。2000年以来，还发现纳米贵金属(铂、铑、钯等)与光触媒材料进行配位螯合后，会极大提高光生载流子的分离效率和抑制电子-空穴的重新复合，从而进一步拓宽了二氧化钛的光波吸收范围，这些纳米贵金属也被称为"光触媒的维生素"。日本汽车尾气净化装置已大量使用纳米贵金属制成的催化剂。

纯净光触媒技术只能在紫外光下作用，这已经是2000年前的技术了。21世纪国际光触媒技术的发展方向是化学配位键螯合功能元素掺杂技术，使用这种技术可以极大增强光触媒材料的光催化协同效应，从而可以吸收可见光，甚至可以吸收远红外光。

2003年，中国首先发明远红外光触媒技术，标志着在光触媒的光波吸收技术上，已经超出世界水平。【见中国化工信息中心《查新报告(2003-021)》】

折叠耐候性

光触媒产品经受气候的考验，如物理磨损、冷热、自身晶格缺陷等造成的综合破坏，其耐受能力叫耐候性。

纯净的光触媒粉末不具有实用性，很简单，风一吹就没了，所以必须做成粘合型的溶液，而且溶液干燥后会吸附在各类家具表面，不容易磨损及掉落。适量均匀的光触媒足够在基底表面形成纳米层，依靠光触媒表面的基团与基底表面的基团成键以及范德华力，可以牢固吸附在基底表面，是无需添加黏合剂的，但是喷涂过量的光触媒会在基底表面干燥后会呈粉末状掉落。添加黏合剂会覆盖光触媒的活性位点从而导致光催化活性下降。

纯净光触媒在光照射下，除了能发生光催化反应外，还会发生光化学活性反应，这种光化学活性反应是由光触媒内在晶格缺陷引起的，这种反应会释放新生态氧[O]，新生态氧通过物质迁移，与光触媒本身及家具表面材料进行反应，会导致物质有机聚合物氧化、降解，最终造成涂膜的粉化和失光，缩短其使用寿命，造成家具表面失色或斑驳。所以，必须要对光触媒进行特殊工艺的无机包覆，从根本上解决光触媒的光化学活性反应问题。

折叠有效浓度

光触媒本身是一种催化剂，不直接参与降解反应，它通过吸收光能把水或氧气转化成强氧化活性基团，而强氧化活性基团使空气污染物降解，所以必须直接接触到水分子或氧分子。

因而，在浓度因素中，决定光触媒性能的是有效接触浓度，即可以与水或空气接触的光触媒浓度，而不是某一种产品的浓度。比如一块二氧化钛瓷砖，如果大量的二氧化钛被封闭在瓷砖内部，就算浓度再高，又有什么意义呢?

在喷涂产品中，有效接触浓度不仅与溶液中光触媒浓度有关，而且与喷涂工具、喷涂手法等现场工艺有关。另外，与产品附着性也直接相关，如果干燥后出现大量剥落，就算初始"浓度"再高，又有什么意义?

而且一般光催化反应都是多相光催化过程，反应过程都在界面发生。光催化反应效率由催化剂自身的量子效率和反应过程条件两个方面决定。光催化材料表面的微观结构也很重要，它直接影响了光催化反应的效率。好的光催化材料微观表面应该是粗糙的、凹凸不平的(以原子力显微镜微观结构照片为准就像遍布陨石坑的月球表面)，这样可以增加捕捉甲醛、VOC等有机物气体分子的机率，产生纳米界面材料的二元协同效应进而增强降解净化能力。

折叠纳米细度

根据不同光触媒材质不同而不同，一般认为，纳米细度大于50纳米的光触媒基本不具备光活性，30纳米以下较佳。纯净光触媒的纳米细度可以做到5纳米左右，但只能在紫外光条件下作用。螯合了活性催化元素的光触媒一般分子直径较大，因为螯合元素越多，直径自然越大，当然，螯合越多，光波吸收范围也越宽，螯合型光触媒产品的最佳纳米细度为8~10纳米。

一般情况下，在相同光波吸收范围下，光触媒纳米细度越小，催化性能越强，但纳米细度也不可能无限降低，一是细度越小，制作成本越高，性价比不高，二是光具有波粒二象性，当材料纳米细度少于一定程度后，会降低粒子性光能的吸收率，三是细度越小，后期越容易团聚。故优质光触媒一般纳米细度均为5~10纳米。

折叠负氧离子

光触媒在进行光催化反应的时候，会产生超氧阴离子自由基(O2·)，伴生负氧离子。

但可以达到最佳的负氧离子释放功效的光触媒，必须是可吸收远红外光谱，只有这样，白天、晚上及无光的橱柜里，才可全天候释放负氧离子。

折叠编辑本段产品

逾10年行业成熟治理技术，最前沿的安全解决装修和新车污染治理产品之一，当前国际上治理室内环境污染杀菌最理想的材料。

产品特点:源头分解，持久净化，除甲醛，治理甲醛中毒

使用范围:新装修、新家具、新车

主要成分:纳米级二氧化钛

安全性能:食品级安全性，无毒、无害，对人体安全可靠，不会产生二次污染。二氧化钛是FDA(美国食品及药物管理局)规定可作为所有食品着色剂使用。

做最好的光触媒:治理时只需一次喷涂即可，在常温下迅速固化。二氧化钛胶体浓度大于1%，纳米粒径小(5纳米左右)，纳米颗粒均匀，只有二氧化钛和水，无气味、无分散剂、无黏结剂、不含重金属，分散均匀，无沉淀，稳定性好，长期放置不会分层，附着力好，晶型为锐钛矿型，且晶化度好，褪色性能好，光响应范围移动至波长为600nm的可见光区，PH值中性(5.5~8.5)，乳白色。

1、产品参数:

二氧化钛浓度:1.18%，常用光触媒浓度0.5-0.8%，若无添加剂，光触媒浓度达到1%时，性能已经非常优异。

光触媒粒径:平均粒径大小约为5NM，除实验室外，国际上在规模化生产中能达到10纳米以下的还很少。

分散技术:无需添加分散剂就能使光触媒分散均匀、状态稳定，长时间放置不分层。分散技术是光触媒的专利技术之一。纳米二氧化钛粒子容易团聚，如果分散技术不好，将会形成较大个体的二氧化钛颗粒，这与光触媒技术要求的纳米技术(大比表面积)相违背，处理能力急剧下降。

粘合技术:不需添加任何黏结剂，附着力达到最高级黏度0级。

可见光技术:光催化对光的响应范围移动至波长为600nm的可见光区，在非常微弱的光线条件下，光触媒也能发挥作用。据资料显示，达到550nm的产品几乎还无法进行批量生产。

防二次污染技术:光触媒成分只有二氧化钛和水，不含可能引起过敏的重金属。

2、污染物降解率

甲醛降解率:12小时70.9%、24小时91.1%、36小时94.3%。

苯降解率:12小时78.1%、24小时95.7%、36小时97.2%。

氨降解率:12小时66.7%、24小时88.3%、36小时92%。

TVOC降解率:12小时74.5%、24小时93.9%、36小时96.5%。

强效抗菌:对大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯氏菌等抗菌率均为99.99%。

有效防霉:达到最高防霉等级0级。

折叠编辑本段作用

光触媒作为新兴的空气净化产品，越来越多的应用于车内的空气净化，如净呼吸光触媒等，主要有以下功能:

折叠空气净化

对甲醛、苯、氨气、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等影响人类身体健康的有害有机物起到净化作用。

折叠负氧离子

释放负氧离子，中科院理化技术研究所对国内某光触媒进行检测后发现，使用优质远红外光触媒喷涂100平米建筑面积的房间，相当于种了25棵白桦树的净化效果。

折叠杀菌

对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等具有杀菌功效。在杀菌的同时还能分解由细菌死体上释放 出的有害复合物。

折叠除臭

对香烟臭、厕所臭、垃圾臭、动物臭等具有除臭功效。

折叠防污

防止油污、灰尘等产生。对浴室中的霉菌、水锈、便器的黄碱及铁锈和涂染面褪色等 现象同样具有防止其产生的功效。

折叠净化

具有水污染的净化及水中有机有害物质的净化功能，且表面具有超亲水性，有防雾、易洗、易干的效果。

折叠除甲醛

光触媒在光的照射下，会产生类似光合作用的光催化反应，产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原功能，可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质，可杀灭细菌和分解有机污染物，把有机污染物分解成无污染的水（H2O）和二氧化碳（CO2），因而具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能。光触媒对中低分子的不稳定化合物及绝大部分病菌有很好的降解和杀灭作用，其中包括甲醛。

折叠编辑本段应用

折叠纺织品

纺织品或多或少都含有微量的甲醛或者其它有害物质，经过光触媒处理后的纺织品不仅可以有效的降低甲醛等有害物质的含量，而且纺织品在使用过程中也容易清洗。

折叠地板

传统地板精油只是养护地板的作用，而通过添加光触媒，制作成光触媒木质精油，实现了对地板保养的同时，还起到净化空气除甲醛的作用，尤其是地板见光性好，光触媒作用更强。

折叠陶瓷卫浴

陶瓷、卫浴在给人们带来生活便利的同时，也附带产生了一个问题--卫生清洁，这是一直以来困扰了人们的问题，尤其是马桶，洗漱盆等，长期使用后都会产生一定的异味或者污垢，普通清洁有很难去除，在经过多年实践应用后，光触媒被很好的融合到了陶瓷、卫浴的生产工艺，通过在陶瓷表面负载一层光触媒，不仅易于清洁，而且还有助于分解异味，防止污垢附着，极大的提高了陶瓷产品的清洁容易度。

折叠编辑本段比较

品名类别净化原理净化效能本身毒性醋、橘皮、空气清新剂等以本身气味遮挡污染物的气味无功效反而会减弱人体呼吸系统对污染气体的应激性反应，从而吸入更多有害气体醋与橘皮等无毒空气清新剂低毒植物吸收，并体内少量分解有效，但很微量，杯水车薪，对整个空间来说，几盆植物基本没什么作用。而且植物有最低吸收值，即当污染物浓度降低到一定数值时，植物不会再吸收。甲醛最低吸收浓度大致是0.18mg/m³。植物去除污染的效能不佳，但可作为室内污染的晴雨表，如植物发黄、枯萎，说明室内污染很严重。无毒性白天吸收二氧化碳，释放氧气;晚上吸收少量氧气，释放二氧化碳竹炭、活性炭吸附，不能分解吸附，但很微量，杯水车薪，对整个空间来说，基本没有作用。吸附一定污染量后会饱和，晒太阳回复活性不科学，加热温度至少在150℃以上。吸附饱和后，本身成为污染源甲醛捕捉剂及甲醛清除剂中和或氧化分解主要针对甲醛，可强效中和或分解甲醛，但对苯系物、TVOC等空气污染作用甚微反应物反应结束后无作用，短期性微毒有二次污染光触媒氧化分解对大多数空气污染有强效的分解作用对大多数细菌、病毒有杀灭作用作为催化剂，只要不脱落，可长效作用无任何毒性无二次污染生物酶 360百科

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其他生物相关

生物酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大部分为蛋白质，也有极少部分为RNA。

基本信息

中文名称

生物酶

定义

活细胞产生具有催化作用的有机物

包含

大部分为蛋白质，极少部分为RNA

生产时间

20世纪80年代

种类

果胶酶、脂肪酶等

应用

石油、食品、造纸行业

目录1简介2分类3种类4应用5食品行业6造纸行业

折叠编辑本段简介

过氧化氢酶酶的生产和应用，在国内外已具有80多年历史，进入20世纪80年代，生物工程作为一门新兴高新术在我国得到了迅速发展，(.斯.诺.美-走在生物医学的最前沿A11)酶的制造和应用领域逐渐扩大，酶在纺织工业中的应用也日臻成熟，由过去主要用于棉织物的退浆和蚕丝的脱胶，至现在在纺织染整的各领域的广泛应用，体现了生物酶在染整工业中的优越性。现在酶处理工艺已被公认为是一种符合环保要求的绿色生产工艺，它不仅使纺织品的服用性能得到改善和提高，又因无毒无害，用量少，可生物降解废水，无污染而有利于生态环保的保护。同时，生物酶也应用于治理室内装修污染领域，通过吞噬、分解，来消除室内装修产生异味、甲醛等污染。

折叠结构特性

生物酶是具有催化功能的蛋白质。像其他蛋白质一样，

生物酶解堵剂作用原理示意图酶分子由氨基酸长链组成。其中一部分链成螺旋状，一部分成折叠的薄片结构，而这两部分由不折叠的氨基酸链连接起来，而使整个酶分子成为特定的三维结构。生物酶是从生物体中产生的，它具有特殊的催化功能，其特性如下: 高效性:用酶作催化剂，酶的催化效率是一般无机催化剂的10^7~10^13倍。

专一性:一种酶只能催化一类物质的化学反应，即酶是仅能促进特定化合物、特定化学键、特定化学变化的催化剂。

低反应条件:酶催化反应不象一般催化剂需要高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件，而可在较温和的常温、常压下进行，另外，一些特殊的酶在特定条件下催化效率达最大值，如胃蛋白酶在胃液酸性条件下发生作用。

易变性失活:在受到紫外线、热、射线、表面活性剂、金属盐、强酸、强碱及其它化学试剂如氧化剂、还原剂等因素影响时，酶蛋白的二级、三级结构有所改变。所以在大生产时，如有条件酶还可以回收利用。

可降低生化反应的反应活化能:酶作为一种催化剂，能提高化学反应的速率，主要原因是降低了反应的活化能，使反应更易进行。而且酶在反应前后理论上是不被消耗的，所以还可回收利用。

折叠作用机理

酶蛋白与其它蛋白质的不同之处在于酶都具有活性中心。酶可分为四级结构:一级结构是氨基酸的排列顺序;二级结构是肽链的平面空间构象;三级结构是肽链的立体空间构象;四级结构是肽链以非共价键相互结合成为完整的蛋白质分子。真正起决定作用的是酶的一级结构，它的改变将改变酶的性质(失活或变性)。酶的作用机理比较被认同的是Koshland的"诱导契合"学说，其主要内容是:当底物结合到酶的活性部位时，酶的构象有一个改变。催化基团的正确定向对于催化作用是必要的。底物诱导酶蛋白构象的变化，导致催化基团的正确定位与底物结合到酶的活性部位上去，重金属离子会与活性部位结合使酶失活。

折叠编辑本段分类

作为大的分类，酶类分为"分解系酶"和"合成系酶"。比如说，将蛋白质分解成能被吸吸收(那样)大小的氨基酸，通过分解系的酶和吸收后的氨基酸来合成自身身体所必需的蛋白质，这些都是根据酶来进行的。但是，为了区分生体内和生体外被使用的酶，称在生体组织内被使用的酶为"代谢酶"，称在肠胃内等生体组织外被使用的酶为"消化酶"，也可以说是为了方便起见。在生物化学上，分为酸化还原酶、转移酶、加水分解酶、脱离酶、异性化酶和合成酶等六大类。

折叠编辑本段种类

生物酶技术应用于染整加工主要有两个方面:(1)天然纤维织物的前处理加工，用生物酶去除纤维或织物上的杂质，为后续染整加工创造条件。(2)织物的后整理加工，用生物酶去除纤维表面的绒毛，或使纤维减量，以改善织物的外观、手感和风格。目前应用的生物酶主要有以下几种。

折叠果胶酶

1果胶酶

果胶酶主要是由果胶裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果胶酸盐裂解酶和果胶酯酶组成。果胶物质是高度酯化的聚半乳糖醛酸。果胶酶作用于果胶物质时，果胶裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果胶酸盐裂解酶直接作用于果胶聚合物分子链内部的配糖键上，而果胶酯酶则使聚半糖醛酸酯水解，为聚半乳糖醛酸酶和果胶酸盐裂解酶创造更多的位置。

折叠脂肪酶

2脂肪酶

脂肪酶能将脂肪水解成甘油和脂肪酸，脂肪酸进一步进行B一氧化，每次脱下一个C2物，生成乙酰COA(N-环己基辛基胺)，进入TCA(三羧酸)环彻底氧化或进入乙醛酸环合成糖类。

脂肪酶(EC3.2.2.3，甘油酯水解酶)是分解天然油脂的酶，其在纺织加工中主要用于绢纺原料脱脂处理;同时，只没在羊毛洗毛中是较好的助洗剂，能去除羊毛附生杂质、脂蜡，使羊毛获得可纺性;对棉织物进行精炼处理，能有效的去除棉的脂蜡;对涤纶进行处理，可改善涤纶表面的亲水性。

折叠蛋白酶

3蛋白酶

由微生物分泌的蛋白酶因菌种不同而异，例如枯草杆菌分

蛋白酶分子的结构彩图泌明胶酶和酪蛋白酶，可以水解明胶和酪蛋白;费氏链酶菌分泌角蛋白酶，可以水解动物的毛、角、蹄的角蛋白。蛋白酶将蛋白质分解成肽，再经肽酶水解成氨基酸。

折叠纤维素酶

4纤维素酶

纤维素酶是一个多组分酶体系，纺织工业中应用的纤维素酶大多数是由木酶属真菌制造的。纤维素酶中的纤维素二糖水解酶又称为外切纤维素酶，由CHB I和CHB II两种酶组成，而内切葡聚糖酶，又称为内切纤维素酶，至少由5种纤维素酶(EG I、EG II、EG HI、EG IV、EG V)组成。此外，还有13一葡萄糖醛酶。这些纤维素酶在纤维素的水解中具有协同作用。

折叠过氧化氢酶

5过氧化氢酶

过氧化氢酶是一种氧化还原酶，催化分解过氧化氢成为水和氧气，它主要用于漂白工艺后去除残余的双氧水，提高后继染色性能和质量，并且没有过量危险。过氧化氢酶也可用于纱线染色机、溢流喷射染色机、绞盘染色机和卷染机等的氧漂生物净化处理。

折叠淀粉酶

6淀粉酶

淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶类总称，通常通过淀粉酶催化水解织物上的淀粉浆料，由于淀粉酶的高效性及专一性，酶退浆的退浆率高，退浆快，污染少，产品比酸法、减法更柔软，且不损伤纤维。淀粉酶的种类很多，根据织物不同，设备组合不同，工艺流程也不同，目前所用的退浆方法有浸渍法、堆置法、卷染法、连续洗等，由于淀粉酶退浆机械作用小，水的用量少，可以在低温条件下达到退浆效果，具有鲜明的环保特色。

折叠编辑本段应用

折叠纺织领域

1、漆酶在纺织加工中的应用:漆酶是一种氧化还原酶，诺和信公司的Denilit II S就是通过基因改性的黑曲霉漆酶，可以进行牛仔服装仿旧整理工艺，获得

生物酶在麻类纤维脱胶中的应用的织物手感厚实，表面光洁、凭证、色泽明快、淡雅。

2、葡萄糖氧化酶在纺织加工的应用:葡萄糖氧化酶主要进行织物的漂白整理，这种酶处理对双氧水的产生非常有效，处理使不需添加双氧水稳定剂，处理后织物手感柔软、丰满。

3、半纤维素酶、木质素酶在纺织加工中的应用:天然的纤维素纤维中均含有半纤维素和木质素，尤其是麻类纤维含量较高，不去除半纤维素和木质素，极度影响纤维的可纺性能，通过半纤维素酶和木质素酶处理，可以大部分清除半纤维素和木质素，但半纤维素酶和木质素酶还没有在纺织工艺中单独使用，主要是和其他酶制剂(如果胶酶、纤维素酶等)配合进行纤维处理。

新型酶在纺织加工中的应用:化学合成纤维和浆料在纺织中的地位是明显的，这些高分子聚合物不能进行生物分解和降解，造成环境的污染，目前研究人员正在研究新的酶种，通过筛选具有某种功能的菌种，进行基因改性成为高性能酶剂或通过克隆、转基因或的基因工程菌，制出新酶种，或根据化学生物结构和酶学原理定向合成新型酶剂等。这些新型酶剂成为仿酶，目前较成功的酶包括PVA分解酶、涤纶分解酶、分解锦纶寡聚物的基因工程菌、合成酶等。

折叠石油领域

在石油钻井过程中，钻井液发挥着防止井壁渗漏和保护油气层的双重作用。但这两大作用有时却存在着尖锐的矛盾。当钻井遇到油气富集地层时，地层特点多不稳定，极易发生漏失、坍塌等复杂情况，此时钻井液的护壁防漏功能显得尤为重要。而普通钻井液要起到很好的护壁防漏作用，就必须提高其固相含量和粘度，但这样又会带来污染油气层的现象。如何才能既治理好井壁漏失坍塌的毛病、又有效保护好油气层，早已成为我国石油钻井领域的一大难题。

据胜利油田钻井工程技术公司首席科学家郭宝雨介绍，刚刚通过鉴定的新型钻井液体系能够在井壁上形成薄而坚韧的隔膜，这种隔膜的渗透性极低，在近井壁形成了一个渗透率几乎为零的护壁层，达到了维护井壁稳定的良好效果。

随着时间的推移，在需要打开油气层时，生物酶开始发挥它的生物降解作用，把原来坚韧致密的护壁薄膜一点一点破除，而这时，活性生物酶慢慢进入储层，在岩石表面油膜下生长繁殖，使原油从岩石表面剥离，从而被驱出;同时，它还能够降解原油，增强原油流动能力，从而在根本上实现提高原油采收率的目的。

据悉，这一体系在曲堤油田、淮北以及吉林等油田共34口井进行的现场试验表明，其原油采收率平均提高25%以上，地层渗透性恢复到90%以上，在解放油气层、保护油气层方面有着广阔的发展前景。

折叠编辑本段食品行业

折叠蛋白酶的生产现状

蛋白酶是最重要的一种工业酶制剂，能催化蛋白质和多肽肽键水解。它广泛存在于动物内脏、植物茎叶、果实和微生物中。各种生物体都能合成它，但唯有微生物蛋白酶具有生产价值，蛋白酶也是研究的比较深入的一种酶，已做成结晶或得到高度纯化物的蛋白酶达100多种，其中不少酶的一级结构以及立体结构也已阐明。

蛋白酶的商品生产始于20世纪初，30年代微生物蛋白酶开始用在食品和制革工业。近 20 年来，微生物蛋白酶的研究蓬勃开展。20世纪50年代初，日本学者首先发现霉菌中存在几种类型的蛋白酶，特别是酸性蛋白酶，20世纪60年代初，荷兰开始生产添加碱性蛋白酶的洗涤剂。到目前为止，国际市场上商品蛋白酶80-100种以上。

折叠蛋白酶的分类

按蛋白酶水解蛋白质的方式可分为以下几种。(1)切开蛋白质分子内部肽键，生成相对分子质量较小的多肽类，这类酶一般叫内肽酶;(2)切开蛋白质或多肽分子氨基或羧基末端的肽键，而游离出氨基酸，这类酶叫外肽酶。作用于氨基末端的称为氨肽酶，作用于羧基末端的称为羧肽酶;(3)水解蛋白质或多肽的脂键;(4)水解蛋白质或多肽的酰氨键。

按酶的来源可以分为动物蛋白酶、植物蛋白酶、微生物蛋白酶。

微生物蛋白酶又可分为细菌蛋白酶、霉菌蛋白酶、酵母蛋白酶和放线菌蛋白酶。

按蛋白酶作用的最适 pH 可以分为 pH2.5-5.0 的酸性蛋白酶、pH9.5-10.5 的碱性蛋白酶、pH7-8 的中性蛋白酶。为了方便起见，微生物蛋白酶常用这种分类方法;根据蛋白酶的活性中心和最适反应 pH 可以分为丝氨酸蛋白酶、巯基蛋白酶、金属蛋白酶和活性中心有两个羧基的酸性蛋白酶。

折叠蛋白酶的用途

3.1 用于食品发酵工业

酱油的酿造就是利用米曲霉分泌的蛋白酶分解原料中的蛋白质，使其降解为胨、多肽、氨基酸，生成色、香、味于一体的产品。也有直接用蛋白酶制剂酿造酱油，但风味欠佳。啤酒酿造中，当麦芽糖用量减少辅料增加时，常需要补充蛋白酶，使蛋白质充分降解，霉菌和细菌蛋白酶适合这一用途。微生物酸性蛋白酶还是有效的啤酒澄清剂。鱼露是鲜鱼加 25%-30%食盐自然发酵 6-12 个月而成，若添加少许霉菌蛋白酶可缩短发酵时间，提高风味。

3.2 用于制革生产

制革的原料皮中纤维蛋白是皮革的有用成分，此外还有不少非纤维状的蛋白存在于纤维间隙和表皮中，这些蛋白含量虽少，若不去除，成品皮革僵硬而脆。蛋白酶不能分解天然胶原，而只能分解间质蛋白，因而可用于制革工艺，国内生产的中性和碱性蛋白酶制剂均可用于酶法脱毛。

3.3 制造明胶和可溶性胶原纤维

工业上用石灰水浸去皮、骨等原料中的油脂与杂蛋白等，此工艺耗时长达数月，劳动强度大，出胶率低而且能耗大，用蛋白酶净化胶原，明胶纯度高，质量好，相对分子质量均匀，分子排列整齐，生产周期短，明胶收率高，几乎达 100%。

3.4 预处理羊毛低温染色

羊毛用高温染色，会使毛的强度受到损害，且易造成纤维毡化收缩和毛体竖起，用蛋白酶处理后的羊毛，在沸点下染色，2min 的上色率可达100%，成品色泽鲜艳，手感丰满，废水中燃料含量大大降低。

3.5 丝绸脱胶

生丝织物必须脱胶，丝胶是一种蛋白质，我国历来用碱皂法高温炼丝进行脱胶，缺点很多，碱质侵袭丝素，易引起发毛影响光泽，用蛋白酶脱胶后，成品手感润滑柔软，光泽鲜艳，而且脱胶时间短，操作温度低，劳动生产率提高。

折叠蛋白酶的基本性质

蛋白酶种类繁多，形制上差别较大，但同一类的蛋白酶之间，亦有其共同之处。蛋白酶的基本性质如下:

(1)从蛋白酶活性中心的基团来看，丝氨酸蛋白酶的活性中心均含有丝氨酸;巯基蛋白酶活性中心含有半胱氨酸;羧基蛋白酶活性中心含有酸性氨基酸，即谷氨酸或天冬氨酸;金属蛋白酶的活性中心则含有二价金属离子，如锌离子、锰离子、钴离子、铁离子、铜离子等。

(2)许多霉菌蛋白酶和动物胃蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等是酸性蛋白酶，其作用最适pH值为2.0~4.5，等电点为pH3~5，在pH2~5的范围内较稳定，最适作用温度37~60℃，相对质量一般为30000~35000。

(3)许多芽胞杆菌蛋白酶和植物蛋白酶是中性蛋白酶，其最适pH值为6.0~8.0，等电点8~9，在pH6~7稳定，相对分子质量30000~40000，反应时间在10~30min，最适温度40~50℃，对热稳定性差。大多说中性蛋白酶属于金属蛋白酶。

(4)碱性蛋白酶几乎都有微生物产生，其最适pH为9.0~10.5，等电点pH 8~9，相对分子质量较小，为20000~35000，对热稳定性较差。

折叠蛋白酶的活力测定

蛋白酶的种类繁多，不同的蛋白酶的性质和催化反应条件各不相同，无法规定一个统一的测定方法，目前使用最多的有福林-酚法、紫外分光光度法、甲醛滴定法、DHT-酪蛋白法。

5.1福林酚法

蛋白酶催化蛋白质水解成氨基酸，其中含酚基的氨基酸(色氨酸、酪氨酸)与福林试剂反应，生成蓝色复合物，蓝色深浅与含酚基氨基酸的多少成正比，以此来测定酶的活力。

5.2 甲醛滴定法

蛋白酶催化蛋白质水解成氨基酸，再用甲醛固定氨基酸的氨基，用0.1mol/LNaOH溶液滴定生成的氨基酸，从而测定其酶活。

5.3 DHT-酪蛋白法

用5-氨基四唑重氮盐将酪氨酸中部分组氨酸和酪氨酸重氮化，得到黄色的重氮5-氨基四唑酪蛋白(DHT-酪蛋白)。以DHT-酪蛋白为底物，在蛋白酶作用下，水解生成DHT-肽，二价离子可与DHT-蛋白与DHT-肽形成稳定的可溶性红色螯合物，而锌离子可迅速沉淀DHT-酪蛋白，但不沉淀DHT-肽。选用合适浓度的锌离子和镍离子作为沉淀剂和显色剂，利用比色法可测定蛋白酶活力。

折叠弹性蛋白酶及其在食品工业中的应用

弹性蛋白酶(Elastase)是一种以水解不溶性弹性硬蛋白(elastin)为特征的蛋白水解酶，它可由动物胰脏提取或由微生物发酵制得。弹性硬蛋白是一种由丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等非极性氨基酸残基交联而成的网状结构，它可以耐受酸碱处理，并能抵抗一般蛋白酶的消化。我国该产品的生产是由猪胰脏提取，由于脏器资源利用受限制，胰弹性蛋白酶一向供不应求。在国外，药用弹性蛋白酶既有通过动物胰脏提取，也有发酵生产，它们的作用效果相似。

微生物弹性蛋白酶与猪胰脏弹性蛋白酶一样，具有广泛的水解活性，不但能降解弹性硬蛋白，而且对明胶、血纤维蛋白、血红蛋白、白蛋白等多种蛋白质都有降解作用，是一种广谱的肽链内切酶。国外早已经开始了微生物产弹性蛋白酶的研究和生产，出现了商品化的弹性蛋白酶，取得了巨大的经济效益和社会效益。利用微生物生产弹性蛋白酶不仅能够提供足够的治疗用药物酶，也能为开拓该酶的其他方面的应用提供充足的酶源，如降解环境中的猪、牛加工后的难降解废物，肉的嫩化等。

由于弹性蛋白酶水解特性较广，脂肪族非极性氨基酸为羧端的肽键都能被分解，并且它具有脂酶及脂蛋白水解酶的活性，能降解包括抗一般蛋白水解酶作用的弹性硬蛋白在内的大多数蛋白质，因而弹性蛋白酶在食品工业中有着广泛的应用前景。有的微生物产生的弹性蛋白酶水解专一性很广，许多动植物蛋白都能为之降解，特别是一些难以处理、食用的韧带、大动脉管、筋腱等蛋白废料，在农副产品的深加工、高蛋白食品的制作等方面得到广泛应用。同时弹性蛋白酶能专一降解结缔组织中坚韧的弹性纤维组分，当其他蛋白与弹性蛋白共存时，酶优先对弹性蛋白水解，因此可以作为理想的肉类嫩化剂用于食品加工业和日常生活中。关国雄等研究了弹性蛋白酶和木瓜蛋白酶对不同蛋白质水解能力的差别，研究发现木瓜蛋白酶对弹性蛋白无水解能力;在弹性蛋白和其他食用蛋白质共存时，弹性蛋白酶优先水解弹性蛋白;对食用蛋白质的水解，弹性蛋白酶比木瓜蛋白酶强一倍。由此，可以认为弹性蛋白酶可通过选择性水解肉类中坚韧的弹性纤维部分来真正起到肉类嫩化而又不会改变口味和风味的作用，而不是单纯对食用蛋白加以非选择性部分消化。

弹性蛋白酶经济价值高，目前国内仅从猪胰脏中提取，由于酶源受到限制，作为治疗用生化药物和其他方面的应用长期供不应求。因而利用微生物生产弹性蛋白酶就显得尤为必要。虽然国外早已开始微生物生产弹性蛋白酶的研究，也取得了很大进展，如酶源范围扩大，酶活性从几十单位提高到1000U/ml，对几种微生物产生的弹性蛋白酶基因结构以及酶的分泌进行了初步研究，但是在应用微生物生产弹性蛋白酶中仍存在许多问题，如多数微生物生产的弹性蛋白酶活力不高，有的微生物产生的弹性蛋白酶存在着毒性等安全问题，同时对微生物弹性蛋白酶的加工、分泌和调控机制仍未明了。这些都给微生物生产弹性蛋白酶带来了障碍，延缓了对其的开发研究进程。

但是利用微生物开发弹性蛋白酶有着不可估量的前景。有人计算，从1Kg猪胰脏中提取4.0~4.8g弹性蛋白酶粉，总活力平均为2×105.3U/Kg胰脏，而利用微生物发酵生产弹性蛋白酶牞以一个20m3发酵罐每天生产12m3发酵液计算，则发酵液中总酶活力为1.2×109U，相当于6000Kg胰脏中所含的弹性蛋白酶量。可见，由微生物发酵生产弹性蛋白酶成本低，产量大，设备利用率高，不受原料来源限制。目前，由微生物发酵生产弹性蛋白酶的关键是筛选弹性蛋白酶的高产菌株，同时利用诱变培育出产更高酶活性的菌株。此外，要从微生物产弹性蛋白酶的机理进行深入研究，搞清弹性蛋白酶的合成、加工、分泌和调控机制，达到人为控制弹性蛋白酶的生产;或将调控弹性蛋白酶合成的结构基因转入到大肠杆菌中，进行有目的性地设计弹性蛋白酶，减少弹性蛋白酶的毒性或提高酶活力;缩短弹性蛋白酶进行药理、毒理及药效试验的时间，扩大弹性蛋白酶在医药、食品工业和日用化工等方面的应用。

折叠编辑本段造纸行业

生物酶脱墨剂采用现代生物科技，优选针对性强的多种高效生物酶复配而成，与酶激活专用助剂配合使用，适用于混合办公废纸、报纸杂志等的脱墨，并能明显改善造纸过程中的胶粘物沉积现象。

折叠脱墨机理

各种专用生物酶分工协作，作用于纤维表面的细小纤维、油墨、胶粘物中的联结剂及油墨、胶粘颗粒，使纤维与油墨、胶粘物之间结合力变弱;直接分解油墨、胶粘物，使其颗粒更细小，并加强其亲水性;在机械力及专用助剂作用下使油墨、胶粘物与纤维充分分离，并保持良好的分散性，有效地防止油墨及胶粘物的附聚及对纤维的二次污染;从而在后续工段中将其除去。

折叠生物脱墨剂特点

直接降低脱墨成本，综合成本优势明显;

生物酶脱墨条件温和，化学品用量少,纤维损失小,保持良好 的纤维特性;

大幅度降低污水COD和BOD，有利于环保，减轻污水处理压力;

有效处理胶粘物问题，提高纸机效率;

明显提高纸浆得率及提高纸张强度 ;

清洁生产，节省能源，降低物耗;

使用简单,适应现有大多数脱墨工艺。

折叠工艺参数

碎浆用水pH值: 7.5~9.0 碎浆浓度: 10~18% 生物酶脱墨剂用量: 0.01~0.03% (按废纸量计)

专用助剂:0.05~0.2%(按废纸量计) 碎浆时间: 15~25分钟

用水温度:35~55℃