论文部分内容阅读
作为阳离子型三苯甲烷类染料的孔雀石绿,在皮革、纺织工业和化妆品制造中都有广泛的应用,但却以高毒性、高残留性和高致癌性的特点对人类产生巨大危害。含孔雀石绿废水是一类难处理的工业染料废水。酶处理法是现今染料废水领域的研究热点,而漆酶因其广泛的底物特异性和相对自主性,在污水处理、染料脱色等方面都有重要的利用价值,但游离漆酶易受外界环境影响,易变性失活、稳定性较差,回收困难,因此要开发有效的固定化技术来解决这些难题。仿生矿化技术以其操作简单、条件温和、反应迅速等优势为酶提供了良好的固定化环境,使得仿生合成的纳米材料可作为载体用于酶的固定化。本文基于仿生矿化机理催化合成氧化钛和氧化锆纳米颗粒并用于漆酶的固定化,探究固定化漆酶对孔雀石绿的脱色降解情况。论文研究采用硫酸鱼精蛋白和溶菌酶作为诱导剂,分别制备纳米氧化钛和氧化锆。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、热重分析仪(TGA)和N2吸附-脱附等手段对这两种材料进行结构表征分析,研究结果表明,硫酸鱼精蛋白和溶菌酶不仅作为诱导剂催化调控氧化钛和氧化锆形成,还作为生物模板包埋在氧化物中,最终形成有机-无机复合的不规则球状纳米颗粒。同样基于仿生矿化机理,在制备氧化钛和氧化锆的同时固定化漆酶,并对其进行表征分析,探究了固定化漆酶的固定化条件和酶学性质。实验结果表明:反应溶剂为Tris-HCl缓冲液,硫酸鱼精蛋白浓度为5mg/mL,Ti-BALDH浓度为30mmol/L,漆酶浓度为0.1U/mL时,仿生钛化固定化漆酶的酶活回收率为46.6%;反应溶剂为PBS缓冲液,溶菌酶浓度为5mg/mL,K2ZrF6浓度为0.1mmol/L,漆酶浓度为0.1U/mL时,仿生锆化固定化漆酶的酶活回收率为60%,另外,在酶学性质探究方面,两种材料固定后的漆酶的耐热和耐酸碱稳定性都明显提高,在4℃下放置30d活性几乎无丧失,且固定化漆酶也表现出良好的重复使用稳定性。最后,以孔雀石绿染料为处理对象,考察仿生矿化技术固定化漆酶对染料的脱色情况。利用响应面法优化脱色条件,利用紫外可见吸收光谱(UV-Vis)以及气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)手段对反应残留物进行表征,分析固定化漆酶对孔雀石绿的降解机理,推测孔雀石绿的降解途径,其结果表明:固定化漆酶对孔雀石绿的降解作用主要是经过一系列的氨基脱甲基和脱氨基等过程,将整个染料结构分解成单个苯环,为孔雀石绿染料的降解开辟了新的途径。