【摘 要】
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漆酶能作用多种底物,但漆酶在水溶液中稳定性差,且回收困难,导致其很难应用于工业化,为了较好的解决漆酶上述缺点。本文选用磁性纳米材料对漆酶进行固定化,既解决了漆酶在溶
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漆酶能作用多种底物,但漆酶在水溶液中稳定性差,且回收困难,导致其很难应用于工业化,为了较好的解决漆酶上述缺点。本文选用磁性纳米材料对漆酶进行固定化,既解决了漆酶在溶液中易失活的问题,又实现了漆酶的回收利用。首先,采用水热合成法制备载体,并进行相关材料表征,并探究固定化的最佳戊二醛浓度、最佳反应pH、最佳反应时间;其次探究了固定化漆酶的酸碱稳定性、热稳定性、储存稳定性、可循环利用性,以及固定化漆酶在水溶液/极性/非极性体系/有毒体系中的热失活动力学;最后探究了不同条件下固定化漆酶对2,4-二氯酚的处理效果。主要结论如下:(1)通过水热合成法制备磁性纳米Fe3O4-SiO2载体,扫描电镜(SEM)表明所制备材料是一种直径为500nm左右的微球;X光能量散射元素分布图(EDS Mapping)表明材料中含有Fe、Si、O三种元素;X射线衍射(XRD)表明物相为Fe3O4和SiO2;透射电镜(TEM)表明Fe3O4微球外围包覆薄层SiO2;磁强性表征(VSM)表明Fe3O4-SiO2具有顺磁性,具有良好的磁响应;傅里叶红外光谱(FTIR)中出现Fe3O4-SiO2特有Si-O-Fe的特征吸收峰,以上几种表征结果相互印证,表明制备的磁性纳米Fe3O4-SiO2材料完全适合作为固定化载体。(2)磁性纳米材料固定化漆酶的结果表明:当戊二醛浓度为2%、pH=6、固定化时间为6h,漆酶的固载量最大。(3)以游离漆酶作为对照,对固定化漆酶属性进行探究,发现最适pH值由3上升到4,最适温度由25℃变为45℃,降低了漆酶工业化应用的成本;固定化漆酶储存20天后的酶活是相同储存条件下游离漆酶酶活的1.3倍,回收实验表明反复使用5次后,相对酶活仍保持在40%,说明固定化漆酶储存稳定性好且具有良好回收性;探究固定化漆酶在极性/非极性/有毒体系中的热失活动力学方程及热力学常数,为固定化漆酶在不同溶液中的应用提供参考。(4)使用固定化漆酶对2,4-二氯酚进行降解,发现固定化漆酶在pH=6、温度为65℃、2,4-二氯酚初始浓度为10mg/L时降解率最高,且固定化漆酶的重复利用性良好,即使反复使用7次,仍能保持59%的去除率。
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