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文檔簡介
1、近年來,酶固定化研究在生物催化領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。通過生物酶固定化技術(shù)的應(yīng)用,可以提高游離酶穩(wěn)定性,并使其重復(fù)利用,但是酶固定成本高、負(fù)載量低以及固定化酶活性偏低等缺點(diǎn)限制了該技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的進(jìn)一步推廣。因此在生物酶固定化研究中,需要尋找一種廉價(jià)易得、高比表面、高孔容、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且具有較高生物活性的的新型載體。
埃洛石是一種具有中空管狀結(jié)構(gòu)的天然粘土類硅酸鹽礦物,具有比表面積大、熱穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)均勻和儲量豐富等優(yōu)點(diǎn),因此在納米
2、反應(yīng)器、復(fù)合功能材料和生物催化等領(lǐng)域引起越來越多的關(guān)注。研究表明,埃洛石納米管可以作為固定化酶載體使用,但是酶負(fù)載量較低,生物相容性和重復(fù)利用性差等缺陷也影響了其應(yīng)用。因此,本論文首先采用生物材料多巴胺對埃洛石納米管(HNTs)進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻娓男?,改善對酶的固定性?然后以埃洛石納米管HNTs為結(jié)構(gòu)單元組制備出新的多孔微球,再用多巴胺對多孔微球進(jìn)行改性來提高多也微球?qū)γ傅墓潭ㄐ阅?,并進(jìn)一步研究了固定化酶處理氯酚廢水的性能。
3、 具體研究內(nèi)容如下:
(1)以多巴胺改性埃洛石納米管(DHNTs)為載體固定漆酶并用于處理2,4-二氯苯酚廢水的研究
利用多巴胺對HNTs進(jìn)行改性,并通過紅外、透射電鏡、比表面積和孔徑分析、XPS分析等對載體進(jìn)行表征,探討改性機(jī)理,并研究了以此為載體的固定化漆酶的酸堿穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、儲藏穩(wěn)定性、重復(fù)使用性,然后進(jìn)一步考察DHNTs固定化漆酶催化降解2,4-二氯苯酚的效果。研究結(jié)果表明:DHNTs具有較大的比
4、表面積、通透的管狀結(jié)構(gòu)和良好的生物相容性,DHNTs對漆酶具有較大的固定量,固定量達(dá)到168.79 mg/g,而且具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和儲藏穩(wěn)定性,儲存30天之后,固定化漆酶的酶活保持原有酶活的91.39%;重復(fù)使用10次之后能保持70%左右的酶活。DHNTs固定化漆酶降解氯酚的速度很快,50mg/L的2,4-二氯苯酚1h后去除率達(dá)到44.09%,12h之后達(dá)到90%以上。因此多巴胺改性埃洛石納米管可以用于漆酶固定化,并運(yùn)用于氯酚廢水的處
5、理工藝中。
(2)以CTS-HNTs離子交聯(lián)微球?yàn)檩d體固定漆酶并用于處理2,4-二氯苯酚廢水的研究
通過離子交聯(lián)作用制備CTS-HNTs離子交聯(lián)微球,并通過掃描電鏡、比表面積分析和紅外等對載體進(jìn)行表征,然后采用吸附法固定漆酶,并研究了固定化漆酶的酸堿穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、儲藏穩(wěn)定性、重復(fù)使用性,結(jié)果表明:微球結(jié)構(gòu)規(guī)整,比表面積大,直徑在12μm左右,以此為載體的固定化漆酶固定量為118.13 mg/g,且熱穩(wěn)定性
6、和儲藏穩(wěn)定性良好??疾炝薈TS-HNTs離子交聯(lián)微球固定化漆酶催化降解2,4-二氯苯酚的效果,去除率達(dá)到70%以上。因此CTS-HNTs離子交聯(lián)微球可以作為酶固定化載體運(yùn)用。
(3)以多巴胺改性埃洛石納米管復(fù)合微球(DCHM)為載體固定漆酶并將其用于處理2,4-二氯苯酚廢水的研究
利用多巴胺對CTS-HNTs微球改性,并通過掃描電鏡、比表面積分析、紅外和XPS分析等對載體進(jìn)行表征,研究多巴胺的改性機(jī)理和改性前
7、后的對比,并以此為載體固定漆酶,研究固定化漆酶的酸堿穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、儲藏穩(wěn)定性、重復(fù)使用性,然后考察了DCHM固定化漆酶催化降解2,4-二氯苯酚的效果。研究結(jié)果表明:DCHM具有直徑20μm左右的穩(wěn)定規(guī)整的球形結(jié)構(gòu),具有較大的比表面積(114.55 m2/g)和二級孔結(jié)構(gòu),DCHM具有比較大的酶固定量(308.07m2/g),該固定化酶熱穩(wěn)定性、儲藏穩(wěn)定性和循環(huán)利用性良好,55℃條件下,加熱280 min之后,固定化酶保持了最初酶活的
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