新型固定漆酶复合载体的合成及降解染料的研究

来源 :南京林业大学 | 被引量 : 12次 | 上传用户:jijibabajiji
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来自染料行业和印染行业的废水是最难处理的工业废水之一,污染非常严重。固定化酶对染料废水的处理已成为人们研究的焦点。固定化漆酶由于其独特的酶降解机理及其广泛的底物专一性,并且有着游离漆酶所不能比拟的不易失活和可重复利用等特点,因此在染料废水的降解中有着独特的优势,具有广阔的应用前景。本论文的目的是合成一种性能优良的新型固定漆酶的载体,它是一种活性炭与丙烯酸酯类树脂的复合型载体。研究了固定化漆酶对Acid Violet 43降解效果,并对降解产物进行GC-MS分析,提出漆酶降解Acid Violet 43的可能途径。 首先用悬浮聚合法制备一种新型的复合有活性炭的丙烯酸酯类共聚物。制备中官能团单体为GMA(甲基丙烯酸缩水甘油酯),含量为总单体量的40%,MMA(甲基丙烯酸甲酯),含量为总单体量的30%,交联剂DVB(邻二乙烯基苯),含量为总单体量的30%,添加剂活性炭的量为总单体量的15%,致孔剂正庚烷的用量为总单体质量的3.5倍,水相为CaCl2溶液,水油比(体积比)为3.5:1。所制得的共聚物含有环氧基团,表面环氧基含量为1.8mmol/g,表面多孔,其形态结构易于酶的固定化。 在对漆酶进行固定化的过程中,由大量实验得出固定化的最佳反应条件为:漆酶用量100u/ml,固定化温度30℃,固定化时间24h,固定化pH6.5。漆酶经固定化后,热稳定性和pH稳定性都比游离漆酶有了显著的提高,固定化漆酶的最适pH值比游离漆酶升高,适用pH范围比游离漆酶变广。 制得固定化漆酶后,我们将其用于脱色降解染料Acid Violet 43。综合考虑固定化漆酶作用的最适温度和热稳定性,确定50℃为实际应用的最佳温度。固定化漆酶用量增加,对Acid Violet 43的脱色率增大,由实验确定固定化酶用量为0.5g(湿重),最适pH为5.0,反应时间为8h,脱色率最高可达98.6%,最多可循环使用14次,70℃水浴中保温1h固定化酶活力仅损失14.7%。通过比较不同材料对Acid Violet 43的脱色率和作用前后Acid Violet 43溶液的吸收谱图得出:添加活性炭的载体固定化漆酶后对染料的脱色降解并不是单纯由活性炭的物理吸附所产生,而主要是由漆酶催化氧化还原反应降解Acid Violet 43所发生的;添加活性炭的共聚物作为载体的固定化漆酶有着其他材料所不能比拟的优越性能。 通过对降解后物质进行GC-MS分析,提出了固定化漆酶降解蒽醌类染料Acid Violet 43可能的途径。 通过本文的研究,我们得到了性能出色的固定化漆酶,为应用固定化漆酶处理印染废水提供了可靠的依据,在环境治理方面具有良好的应用前景。
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