辣根过氧化物酶在多壁碳纳米管/堇青石复合载体上的固定化及含油污水处理

发布时间：2021-05-06 09:33

　　固定化酶技术不仅得以使酶能够在使用时得到循环再生,还能够有效提高其各项稳定性。本文中,一种新颖的多壁碳纳米管（MWCNT）/堇青石复合载体被精心设计并制备成功。通过MWCNT与氨基基团间强相互作用力引发的自组装过程,MWCNT被成功地负载于经过硅烷偶联剂N-β-aminoethyl-γ-aminopropyl-trimethoxysilane （AEAPTS）氨基化后的堇青石基体上。甚至通过重复制备,MWCNT在超声的高频振荡作用下还会进入堇青石主体的内部,在堇青石内部孔径中富集。MWCNT的这种成功负载有效地提高了复合载体的比表面积。通过实验分析,该复合载体的最佳制备工艺为：AEAPTS用量8-wt%、pH 3.5、温度50℃、MWCNT用量0.5-wt%、150℃真空干燥以及对负载干燥过程重复操作3次。最佳制备条件下得到的复合载体的BET测试结果显示其比表面积可达28.813m2/g,比纯堇青石高30.80%。通过吸附固定过程,辣根过氧化物酶（HRP）被成功的固载于复合载体上。并且由于负载在复合载体上的MWCNT有效的增加了新的固定化HRP结合位点,固定化HRP的活性会随着复合载体... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 柴油污水
        1.1.1 背景介绍
        1.1.2 污染物形态
    1.2 固定化酶
        1.2.1 固定化酶优势
        1.2.2 固定化方法分类
        1.2.3 固定化载体
    1.3 碳纳米管
        1.3.1 碳纳米管简介
        1.3.2 纯化氧化
        1.3.3 碳纳米管孔隙结构
        1.3.4 自组装过程及其应用
    1.4 新课题的开展
        1.4.1 课题背景
        1.4.2 研究重点
        1.4.3 课题意义
        1.4.4 课题内容
第二章 MWCNT/堇青石复合载体制备及表征
    2.1 实验器材
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验原理
        2.2.1 堇青石的预处理
        2.2.2 MWCNT纯化
        2.2.3 AEAPTS水解
        2.2.4 MWCNT自组装过程
    2.3 实验方法
        2.3.1 堇青石预处理
        2.3.2 MWCNT纯化
        2.3.3 复合制备工艺研究
    2.4 实验结果与讨论
        2.4.1 堇青石基体预处理工艺
        2.4.2 酸化处理后堇青石EDS及SEM表征
        2.4.3 酸化处理前后堇青石红外表征
        2.4.4 复合载体制备工艺研究
    2.5 本章小结
第三章 HRP在复合载体上的固定化研究
    3.1 实验器材
        3.1.1 实验仪器
        3.1.2 实验材料
    3.2 实验原理
        3.2.1 HRP在复合载体上的固定化
        3.2.2 考马斯亮蓝G-250法测定游离HRP浓度
        3.2.3 Worthington法测定HRP活性
    3.3 实验方法
        3.3.1 游离HRP浓度测定
        3.3.2 HRP活性测定
        3.3.3 HRP固定化工艺优化
    3.4 实验结果与讨论
        3.4.1 温度对固定化酶活的影响
        3.4.2 游离HRP浓度对固定化酶活的影响
        3.4.3 环境pH对固定化酶活的影响
        3.4.4 时间对固定化酶活的影响
        3.4.5 正交试验分析
        3.4.6 固定化HRP酶活与复合载体中MWCNT含量的关系
        3.4.7 复合载体与堇青石载体固定化结果比较
    3.5 本章小结
第四章 固定化HRP稳定性研究
    4.1 实验器材
        4.1.1 实验材料
        4.1.2 实验仪器
    4.2 实验原理
    4.3 实验方法
        4.3.1 催化稳定性
        4.3.2 酸碱稳定性
        4.3.3 热稳定性
        4.3.4 贮藏稳定性
        4.3.5 重复使用性
    4.4 实验结果与讨论
        4.4.1 催化稳定性
        4.4.2 酸碱稳定性
        4.4.3 热稳定性
        4.4.4 贮藏稳定性
        4.4.5 重复使用性
    4.5 本章小结
第五章 固定化HRP处理含油污水的研究
    5.1 实验器材
        5.1.1 实验仪器
        5.1.2 实验材料
    5.2 实验原理
    5.3 实验方法
        5.3.1 H_2O_2浓度标定
        5.3.2 石油醚纯化
        5.3.3 柴油浓度测定
        5.3.4 固定化HRP催化含油污水
    5.4 实验结果与讨论
        5.4.1 复合载体吸附作用对于除油率的影响
        5.4.2 温度对固定化HRP除油效果的影响
        5.4.3 H_2O_2浓度对固定化HRP除油效果的影响
        5.4.4 催化pH值对固定化HRP除油效果的影响
        5.4.5 用量对固定化HRP除油效果的影响
        5.4.6 停留时间对固定化HRP除油效果的影响
        5.4.7 添加剂PEG对固定化HRP除油效果影响
        5.4.8 柴油含量对固定化HRP除油效果的影响
        5.4.10 固定化HRP在处理含油污水中的重复使用性能
    5.5 本章小结
第六章 结论与设想
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者和导师简介
答辩决议书


【参考文献】：
期刊论文
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[5]吸附法固定化酶的研究进展[J]. 游金坤,余旭亚,赵鹏.  化学工程. 2012(04)
[6]碳纳米管纯化处理的研究进展[J]. 张翼,齐暑华,王洲,段国晨.  材料导报. 2011(17)
[7]包埋固定化微生物在废水处理中的应用[J]. 张文东,刘鹏,陈龙,王晓雪.  重庆工商大学学报(自然科学版). 2011(01)
[8]酶固定化及应用研究进展[J]. 薛建跃.  巢湖学院学报. 2010(06)
[9]多壁碳纳米管的纯化及表面修饰[J]. 许永,王静,胡金平,童小翠,张明旭.  中国科技论文在线. 2010(06)
[10]偶联剂N-β-（氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷对多孔陶瓷的表面改性[J]. 王伟宸,刘伟.  北京化工大学学报(自然科学版). 2010(02)

硕士论文
[1]油对水质稳定剂性能的影响及酶法处理含油污水的研究[D]. 陈新芳.北京化工大学 2007
[2]油田含油污水处理及回用技术[D]. 蔡钊荣.中国海洋大学 2006



本文编号：3171686