[发明专利]一种生物酶‑化学复合催化剂及其制备方法和应用

摘要

本发明属于催化剂技术领域，特别涉及一种生物酶‑化学复合催化剂及其制备方法和在山梨醇制备中的应用，该催化剂为呈树枝状的生物酶催化剂上连接有圆球形的化学催化剂，该化学催化剂为核壳结构，壳层为二氧化硅，内核为负载了钌纳米粒子的介孔碳球。本发明采用二次交联固载技术，通过交联剂，由生物酶分子键合化学催化剂后，生物酶再互相交联形成复合催化剂，在淀粉水解‑加氢一锅法生产山梨醇中表现出优异的催化活性，将大分子生物酶固载后，可循环利用，使用寿命长，降低了生产成本，具有良好的工业应用前景。本发明的反应温和、原材料易得、价格低廉、对环境无污染。

主权项

一种生物酶‑化学复合催化剂，其特征在于：该催化剂为呈树枝状的生物酶催化剂上连接有圆球形的化学催化剂，该化学催化剂为核壳结构，壳层为二氧化硅，内核为负载了钌纳米粒子的介孔碳球；该生物酶‑化学复合催化剂的制备方法包括：(1)将介孔碳球加入钌的盐溶液中超声分散15‑20分钟，静置后干燥，在冰点搅拌状态下加入还原剂水溶液，搅拌反应结束后洗涤至中性，得到黑色固体物；然后加入到乙醇、水、表面活性剂、十二醇和氢氧化钠的混合溶液中超声分散15‑20分钟，搅拌后加入正硅酸四乙酯、N‑氨乙基‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷，搅拌、离心，加入丙酮并搅拌回流；所述介孔碳球、正硅酸四乙酯和N‑氨乙基‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷的加入量配比为1g：8‑20mL：0.6‑2mL；(2)将步骤(1)中的产品加入水中，90‑100℃条件下搅拌100‑120分钟，离心洗涤，得到核壳结构的化学催化剂；(3)将步骤(2)中的化学催化剂中加入戊二醛，超声12‑17分钟，搅拌后离心洗涤，加入水和糖化酶，冰水搅拌3‑5小时，洗涤至中性；(4)将葡聚糖在碘酸钠溶液中，遮光、0‑4℃条件下，搅拌7‑10小时，透析45‑50小时，稀释；然后在溶液中加入步骤(3)中的产品，25‑35℃下搅拌7‑9小时，离心洗涤至中性；加入硼氢化钠溶液，搅拌20‑40分钟，离心洗涤即可。