漆酶催化降解蒽醌染料及其固定化研究

发布时间：2017-03-16 10:03

  本文关键词：漆酶催化降解蒽醌染料及其固定化研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：漆酶(Laccase:EC 1.10.3.2)是一种含铜的多酚氧化酶。被广泛的应用于纺织行业废水处理、食品、化工、医药等领域。由于漆酶种类繁多,本论文实验选用了真菌类漆酶中的云芝漆酶进行了研究。对云芝漆酶在不同条件下对染料的降解效果进行了研究,如云芝漆酶在不同温度、pH、染料浓度以及在一定的染料浓度下漆酶的合适用量,云芝漆酶在超纯水体系中对染料的降解,以及云芝漆酶对不同染料的降解。本论文还对云芝漆酶基于修饰硅胶的固定化进行了研究,并将固定化漆酶运用于降解染料实验;将二吡啶甲胺配体嫁接在修饰硅胶表面上并对其进行了红外、热重及元素分析表征,表征数据与理论分析吻合一致,并对其萃取Cu2+的效果进行了评估。实验研究发现:云芝漆酶可以对一部分的蒽醌类染料进行降解,以活性艳蓝K-NR为代表,确定了云芝漆酶最适反应pH范围为6.0-7.0失活pH下限为3.0上限为8.0、反应最适温度为40℃、漆酶失活的极限反应温度60℃。当染料浓度一定,漆酶在反应体系中的最适浓度为7.5 U/mL。降解染料的范围在0 mg/L-150 mg/L都有降解效果,当漆酶浓度为7.5 U/mL时最佳降解效果染料浓度为75mg/L。云芝漆酶固定化过程中对固定化漆酶的固定酶活下进行测定,固定化酶活为U=0.0740 U/mg、固定化率R=8.0%。二吡啶甲胺接枝化硅胶进行合成和表征其对Cu2+萃取率为0.0079。实验结果分析可知:云芝漆酶对降解蒽醌类染料活性艳蓝K-NR具有良好的效果,并对其他染料也具有较好的降解作用。并且云芝漆酶在超纯水体系中对活性艳蓝K-NR的降解作用极佳。云芝漆酶在基于硅胶为基底的固定化过程中取得进展,且固定化漆酶对活性艳蓝K-NR也具有极佳的降解效果,并对其降解过程及降解原理进行了分析。该新型功能化硅胶可作为金属离子的萃取剂对Cu2+具有一定的萃取效果。基于漆酶降解、固定化漆酶的降解以及二吡啶甲胺接枝化硅胶对纺织印染废水的处理将具有综合化的较好的处理效果。
【关键词】：漆酶 蒽醌染料 染料降解 漆酶固定化
【学位授予单位】：武汉纺织大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q814;X791
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 漆酶10-11
• 1.2 漆酶应用11-12
• 1.2.1 漆酶在纺织印染废水处理中的应用。11
• 1.2.2 漆酶在有机合成催化领域中的应用11-12
• 1.2.3 漆酶在食品工业领域内的应用12
• 1.2.4 漆酶在其他领域中的应用12
• 1.3 漆酶的固定化及其应用12-13
• 1.3.1 漆酶固定化技术介绍12-13
• 1.3.2 固定化漆酶技术的应用13
• 1.4 功能型有机配体对印染废水中重金属离子的萃取吸收13-14
• 1.5 国内外研究现状及发展趋势14-15
• 1.5.1 通过物理方法降解14
• 1.5.2 通过化学方法降解14
• 1.5.3 通过生物方法降解14-15
• 1.6 本课题研究的重点与趋势15
• 1.7 本科课题主要创新点15-16
• 2 游离态漆酶对活性染料的降解16-30
• 2.1 实验部分16
• 2.1.1 实验试剂与仪器16
• 2.2 活性染料活性艳蓝K-NR的选择与降解率计算16-17
• 2.3 反应体系温度对漆酶降解染料的影响17-19
• 2.3.1 实验过程17-18
• 2.3.2 体系反应温度对漆酶活性影响的数据分析18-19
• 2.4 反应体系pH对漆酶降解染料的影响19-22
• 2.4.1 实验过程19-20
• 2.4.2 pH对漆酶反应活性的数据分析20-22
• 2.5 反应体系中不同浓度染料与漆酶降解染料的关系22-24
• 2.5.1 实验过程22
• 2.5.2 不同染料反应浓度与漆酶降解的数据分析22-24
• 2.6 漆酶浓度对一定浓度染料降解的关系24-26
• 2.6.1 实验过程24
• 2.6.2 不同漆酶浓度对一定浓度染料降解24-26
• 2.7 在超纯水体系中漆酶对一定浓度染料的降解关系26-28
• 2.7.1 实验过程26-27
• 2.7.2 漆酶在超纯水体系中降解活性艳兰的数据分析27-28
• 2.8 本章小结28-30
• 3 游离态漆酶与辅助物质协同催化降解染料的研究30-44
• 3.1 实验部分30-31
• 3.1.1 实验试剂与仪器30-31
• 3.2 添加Cu~(2+)对漆酶降解实验的研究31-32
• 3.2.1 实验过程31-32
• 3.2.2 Cu~(2+)对漆酶降解活性艳蓝的数据结果分析32
• 3.3 添加ABTS对漆酶降解实验的研究32-33
• 3.3.1 实验过程32-33
• 3.3.2 ABTS对漆酶降解活性艳蓝的数据结果分析33
• 3.4 添加二吡啶铜胺配合物对漆酶降解实验的研究33-36
• 3.4.1 二吡啶类铜配合物的合成路线设计33-34
• 3.4.2 二吡啶胺类铜配合物的合成与表征34
• 3.4.3 二吡啶胺类铜配合物的红外光谱表征34-35
• 3.4.4 添加二吡啶胺类铜配合物对漆酶降解染料活性艳蓝的实验35-36
• 3.4.5 添加二吡啶胺类铜配合物对漆酶降解染料活性艳蓝的数据分析36
• 3.5 添加二甲基吡啶胺接枝化硅胶对漆酶降解实验的研究36-42
• 3.5.1 二吡啶胺接枝化硅胶的合成路线设计36-37
• 3.5.2 二甲基吡啶胺接枝化硅胶的合成37-40
• 3.5.3 二吡啶甲胺接枝化硅胶与漆酶协同处理纺织印染废水的研究40-42
• 3.6 在游离态漆酶中添加不同的催化物质对漆酶降解的综合分析42-43
• 3.7 本章小结43-44
• 4 固定化漆酶的合成与表征以及对活性染料的降解研究44-52
• 4.1 实验部分44-45
• 4.1.1 实验试剂与仪器44-45
• 4.2 固定化漆酶的合成45-47
• 4.2.1 固定化漆酶的合成路线设计45-46
• 4.2.2 固定化漆酶的合成实验过程46-47
• 4.3 固定化漆酶的表征47-49
• 4.3.1 固定化漆酶的酶活测定47-48
• 4.3.2 固定化漆酶的扫描电镜表征48-49
• 4.4 固定化漆酶对染料活性艳蓝的降解应用研究49-51
• 4.4.1 以超纯水为反应体系考察固定化漆酶对染料活性艳蓝的降解实验49-50
• 4.4.2 固定化漆酶对活性艳蓝的重复降解实验50-51
• 4.5 本章小结51-52
• 5 结论与展望52-54
• 5.1 结论52
• 5.2 展望52-54
• 参考文献54-58
• 附录58-60
• 致谢60

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