磁性微球固定化漆酶及其去除有机污染物的应用

发布时间：2017-12-05 15:23

本文关键词：磁性微球固定化漆酶及其去除有机污染物的应用

【摘要】：本文通过水热合成法制备磁源微粒,再分别利用壳聚糖,二氧化硅和碳作为壁材,成功将多种活性官能团修饰在磁性微球的表面。其次,以金属离子螯合吸附法将漆酶固定在磁性微球的表面,并优化了磁性微球固定化酶的条件。然后,研究了固定化酶的耐酸碱性、稳定性和动力学常数。最后,磁性微球固定化酶被应用于降解污水有机物,探讨降解有机污染物的最佳反应条件。首先,本课题用乳化交联法成功制备粒径于3.58μm磁性壳聚糖微球,通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、红外光谱仪(FTIR)、示差热重分析仪(TGA)、X射线衍射仪(XRD)和磁强计(VSM)对磁性壳聚糖微球各项性能进行表征。磁性壳聚糖微球应用于吸附铜和锰离子,制得金属离子螯合磁性微球,研究得金属离子螯合吸附磁性微球对漆酶固定化量高达100 mg/g以上,其最佳固定化时间为6 h,最佳固定化pH为5.0,漆酶最佳浓度为10 mg/mL。与游离漆酶相比,固定化漆酶的热稳定性、操作稳定性和储存稳定性更强。固定化漆酶在催化降解双酚A反应中,其对双酚A的去除率高达85%以上,远高于金属离子螯合微球对双酚A的吸附能力(40%)和游离漆酶对双酚A的降解能力(55%),此外,探讨了催化反应的最佳底物浓度、最佳反应温度和最佳pH值,体现了磁性壳聚糖微球固定化漆酶在污水处理中的潜在应用价值。其次,本课题以溶胶凝胶法成功制备了粒径300 nm左右的磁性二氧化硅微球,并将丙烯酰基和氨基修饰在磁性二氧化硅微球的表面,使用扫描电镜、透射电镜、红外光谱仪、示差热重分析仪、X射线衍射仪和磁强计对磁性壳聚糖微球各项性能进行表征,并通过了改变两种硅烷偶联剂的用量比例对改性磁性微球的制备条件进行优化。研究得,丙烯酰基改性磁性微球对漆酶吸附量高达150 mg/g,远高于原磁性微球(78 mg/g)和氨基改性磁性微球(135 mg/g)对漆酶的吸附量。与游离酶相比,固定化漆酶的耐热、酸碱性更强。经30天储存后,固定化漆酶保持60%以上的初始活性,而游离酶全部失活。在去除染料的应用中,丙烯酰基微球固定化漆酶对甲基红的褪色率高达90%以上,高于氨基改性微球(84.5%)和游离酶(50.5%)对甲基红的褪色率,体现了丙烯酰基改性磁性微球在固定化漆酶方面的重要价值。最后,本课题以水热合成法成功制备了粒径为266 nm氨基改性磁性碳球,并通过了扫描电镜、透射电镜、红外光谱仪、示差热重分析仪、X射线衍射仪和磁强计对磁性壳聚糖微球各项性能进行表征。以铜离子螯合吸附法,磁性碳球应用于固定化漆酶,其吸附量高达195 mg/g,并研究得固定化漆酶的热稳定性、pH稳定性和储存稳定性都比游离漆酶强。经10次循环使用后,固定化漆酶仍能保持初始活性的60%以上。在催化有机污染物邻苯二胺应用中,固定化漆酶对邻苯二胺的去除率达到88%,远高于游离漆酶对邻苯二胺降解率(50%)。
【学位授予单位】：华南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;Q814.2

【参考文献】

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