埃洛石納米管復(fù)合微球的制備及固定酶的研究.pdf

1、近年來(lái)，酶固定化研究在生物催化領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。通過(guò)生物酶固定化技術(shù)的應(yīng)用，可以提高游離酶穩(wěn)定性，并使其重復(fù)利用，但是酶固定成本高、負(fù)載量低以及固定化酶活性偏低等缺點(diǎn)限制了該技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的進(jìn)一步推廣。因此在生物酶固定化研究中，需要尋找一種廉價(jià)易得、高比表面、高孔容、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且具有較高生物活性的的新型載體。
　　 埃洛石是一種具有中空管狀結(jié)構(gòu)的天然粘土類(lèi)硅酸鹽礦物，具有比表面積大、熱穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)均勻和儲(chǔ)量豐富等優(yōu)點(diǎn)，因此在納米

2、反應(yīng)器、復(fù)合功能材料和生物催化等領(lǐng)域引起越來(lái)越多的關(guān)注。研究表明，埃洛石納米管可以作為固定化酶載體使用，但是酶負(fù)載量較低，生物相容性和重復(fù)利用性差等缺陷也影響了其應(yīng)用。因此，本論文首先采用生物材料多巴胺對(duì)埃洛石納米管(HNTs)進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻娓男?，改善?duì)酶的固定性能;然后以埃洛石納米管HNTs為結(jié)構(gòu)單元組制備出新的多孔微球，再用多巴胺對(duì)多孔微球進(jìn)行改性來(lái)提高多也微球?qū)γ傅墓潭ㄐ阅?，并進(jìn)一步研究了固定化酶處理氯酚廢水的性能。
　　

3、 具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　 (1)以多巴胺改性埃洛石納米管(DHNTs)為載體固定漆酶并用于處理2，4-二氯苯酚廢水的研究
　　 利用多巴胺對(duì)HNTs進(jìn)行改性，并通過(guò)紅外、透射電鏡、比表面積和孔徑分析、XPS分析等對(duì)載體進(jìn)行表征，探討改性機(jī)理，并研究了以此為載體的固定化漆酶的酸堿穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、儲(chǔ)藏穩(wěn)定性、重復(fù)使用性，然后進(jìn)一步考察DHNTs固定化漆酶催化降解2，4-二氯苯酚的效果。研究結(jié)果表明:DHNTs具有較大的比

4、表面積、通透的管狀結(jié)構(gòu)和良好的生物相容性，DHNTs對(duì)漆酶具有較大的固定量，固定量達(dá)到168.79 mg/g，而且具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和儲(chǔ)藏穩(wěn)定性，儲(chǔ)存30天之后，固定化漆酶的酶活保持原有酶活的91.39％;重復(fù)使用10次之后能保持70％左右的酶活。DHNTs固定化漆酶降解氯酚的速度很快，50mg/L的2，4-二氯苯酚1h后去除率達(dá)到44.09％，12h之后達(dá)到90％以上。因此多巴胺改性埃洛石納米管可以用于漆酶固定化，并運(yùn)用于氯酚廢水的處

5、理工藝中。
　　 (2)以CTS-HNTs離子交聯(lián)微球?yàn)檩d體固定漆酶并用于處理2，4-二氯苯酚廢水的研究
　　 通過(guò)離子交聯(lián)作用制備CTS-HNTs離子交聯(lián)微球，并通過(guò)掃描電鏡、比表面積分析和紅外等對(duì)載體進(jìn)行表征，然后采用吸附法固定漆酶，并研究了固定化漆酶的酸堿穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、儲(chǔ)藏穩(wěn)定性、重復(fù)使用性，結(jié)果表明:微球結(jié)構(gòu)規(guī)整，比表面積大，直徑在12μm左右，以此為載體的固定化漆酶固定量為118.13 mg/g，且熱穩(wěn)定性

6、和儲(chǔ)藏穩(wěn)定性良好。考察了CTS-HNTs離子交聯(lián)微球固定化漆酶催化降解2，4-二氯苯酚的效果，去除率達(dá)到70％以上。因此CTS-HNTs離子交聯(lián)微球可以作為酶固定化載體運(yùn)用。
　　 (3)以多巴胺改性埃洛石納米管復(fù)合微球(DCHM)為載體固定漆酶并將其用于處理2，4-二氯苯酚廢水的研究
　　 利用多巴胺對(duì)CTS-HNTs微球改性，并通過(guò)掃描電鏡、比表面積分析、紅外和XPS分析等對(duì)載體進(jìn)行表征，研究多巴胺的改性機(jī)理和改性前

7、后的對(duì)比，并以此為載體固定漆酶，研究固定化漆酶的酸堿穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、儲(chǔ)藏穩(wěn)定性、重復(fù)使用性，然后考察了DCHM固定化漆酶催化降解2，4-二氯苯酚的效果。研究結(jié)果表明:DCHM具有直徑20μm左右的穩(wěn)定規(guī)整的球形結(jié)構(gòu)，具有較大的比表面積(114.55 m2/g)和二級(jí)孔結(jié)構(gòu)，DCHM具有比較大的酶固定量(308.07m2/g)，該固定化酶熱穩(wěn)定性、儲(chǔ)藏穩(wěn)定性和循環(huán)利用性良好，55℃條件下，加熱280 min之后，固定化酶保持了最初酶活的