利用固定化技术与添加表面活性剂增强双酚A降解率的研究

以SiO_2为载体,戊二醛为交联剂,用以固定游离态漆酶降解双酚A(Bisphenol A,BPA).同时,对比了游离态漆酶与固定化漆酶在不同pH值与温度下的最佳酶活与酶稳定性,再通过添加表面活性剂来增加酶活及BPA去除效果.结果表明,与游离态漆酶相比,固定化漆酶对不同酸碱的适应性与耐热性均有所提高,在pH为2~8时,固定化漆酶的活性均高于游离态漆酶,且最佳活性温度也从游离态漆酶的40℃提高至50℃.在BPA降解率方面,固定化漆酶的降解率皆高于游离态漆酶,反应6 h后,对100 mg·L~(-1)BPA的去除率可分别达到92%与85%.通过添加非离子型表面活性剂Triton X-100,反应4 h后固定化漆酶可完全降解BPA,相对活性为67%;游离态漆酶于6 h将BPA降解完全,相对活性为32%.实验证实Triton X-100可作为酶活诱导剂用以提高漆酶活性及BPA的降解率,降低了处理成本且具有一定的应用前景.     

大孔树脂共价固定化漆酶及其对孔雀石绿的脱色研究

以大孔树脂为固定化载体,戊二醛为表面活化剂,采用共价结合法固定漆酶。以ABTS为漆酶底物,通过对固定化漆酶活性的测定,确定大孔树脂固定漆酶的最佳固定条件为：戊二醛浓度=2%、pH=6、活化时间=2 h、固定时间=10 h。在此条件下制备的固定化漆酶能够保持79%的初始活性,获得的固定化漆酶活力能够达到1．94 U·g-1。在酸性条件(pH=3)下,游离漆酶的活性在3 h内丧失71%,而固定化漆酶仅丧失37%,显示出固定化漆酶良好的环境稳定性。固定化漆酶对孔雀石绿染料的脱色率在5h内可达到96%。     

固定化碳酸酐酶的特性及催化吸收CO_2的实验研究

采用海藻酸钠包埋和戊二醛交联法固定碳酸酐酶,比较游离酶和固定化酶的酶学性质,并用固定化酶催化吸收CO2.实验结果表明:固定化酶的酶活力回收率是56.3%;最适反应温度为30℃,最适p H为7,在T=30~40℃和p H=6~10区间有稳定和很高的相对酶活力;固定化酶在60℃温浴1 h后,能保持39.8%的相对酶活力,而游离酶已经基本完全失去活性,固定化酶在p H=5.0~11.0范围内p H稳定性显著;固定化酶在T=30℃下催化吸收CO2效果显著,10%的反应时间完成了80.2%的催化反应,催化吸收CO2的量是空白试验的4.2×103倍,SEM显示反应后的固定化酶表面出现大量形状不规则的小孔,空隙结构变得发达;固定化酶具有良好的储存稳定性和操作稳定性.     

固定化碳酸酐酶在立式反应器催化吸收模拟烟气中CO2的实验研究

利用海藻酸钠包埋和戊二醛交联法固定碳酸酐酶,并在立式反应器进行了固定化酶吸收CO2的特性实验.实验结果表明:固定化酶的酶活力回收率是56.3%;固定化酶显著加快模拟烟气中CO2的吸收;载酶量小时,气体流量是影响吸收CO2效果的主要因素,气体流量增大,载酶量成为主要因素;气体流量增大,载酶量对反应终止p H的影响减小;载酶量增大,气体流量对反应终止p H的影响减小;气体流量增大,CO2吸收效率下降,载酶量提高,CO2吸收效率上升;气体流量为650 m L·min-1和载酶量为1 mg时,固定化酶催化吸收CO2效果显著;固定化酶具有较高的操作稳定性;SEM显示反应后的固定化酶表面出现大量形状不规则的小孔,空隙结构变得发达.     

Cd对不同形态漆酶修复DDT污染土壤的影响

研究了重金属Cd对游离漆酶和同定化反胶团漆酶修复土壤有机氯农药DDT污染的影响.结果表明.游离漆酶对土壤中DDT各组分均有不同程度降解,且均随着cd浓度的增大而降低,含量越高的组分降解率越高.受到Cd污染的影响也越大(P,P'-DDT>P,P'-DDD>0.P'-DDT>P,P'-DDE);当Cd浓度分别为0、0.5、1和2 mg·kg-1时,游离漆酶对土壤中DDT总量的降解率分别为50.68%、32.50%、14.92%和13.40%.固定化反胶团漆酶比游离漆酶能更有效地降解DDT,DDT降解率在无Cd和有Cd存在时(Cd浓度为0.5 mg·kg-1)分别提高20%和30%左右.     

凹凸棒土固定化植物酯酶研究

利用改性凹凸棒土为载体固定植物酯酶,对影响固定化效果的因素和固定化酶的酶学性质进行了研究。结果表明,固定化植物酯酶的优化条件为:戊二醛浓度为8%,交联时间1 h,固定温度40℃,加酶量20 m L/g凹凸棒土,p H值7.0,固定化时间5 h,固定化酶的酶活回收率约45%。比较固定化酶与游离酶的酶学性质,固定化酶和游离酶的最适温度分别为20℃和35℃,最适p H值分别为7.5和7,表观米氏常数Km分别为37.3 mmol/L和12.4 mmol/L,固定化酶与底物的亲合力下降,固定化酶的热稳定性、p H稳定性及贮存稳定性都较游离酶有了一定的提高。固定化酯酶对毒死蜱的抑制程度与毒死蜱的浓度对数有良好的线性关系,对毒死蜱的检测下限为11μg/L。     

固定化漆酶磁性纳米材料的合成及对合成染料的降解

介绍了一种温和无损固定化漆酶的方法,并研究了其对合成染料的降解行为。首先采用共沉淀法合成乙二胺四乙酸(EDTA)功能化的磁性纳米粒子,并以Cu2+为桥基,通过螯合作用将漆酶固载于EDTA功能化的磁性纳米粒子表面。通过透射电镜、紫外-可见光谱仪等对磁性固定化漆酶纳米材料进行了表征。固定化漆酶磁性纳米材料尺寸在15 nm左右,具有良好的磁响应能力,漆酶固定化率可达223 mg/g;在最佳降解条件下,其对孔雀石绿和碱性品红均表现出良好的降解能力;同时固定化漆酶具有较高的稳定性和重复使用性,便于回收利用。     

氮掺杂纳米中空碳球的制备与高效去除双酚A

制备了氮掺杂纳米中空碳球(NHCS),并研究其对水中双酚A(BPA)的吸附情况。采用扫描电子显微镜(SEM)对材料进行了结构和形貌表征,考察了p H值和吸附剂投加量对BPA的吸附影响,探究了NHCS对BPA的吸附行为和机制。结果表明:NHCS对BPA具有较好的吸附能力和重复性;当p H值为6时,NHCS对BPA的最大吸附量达到了171.6 mg/g,吸附过程符合准二级吸附动力学方程和Freundlich吸附等温线模型;热力学参数ΔG为负值,表明该吸附过程为自发过程。     

固定在活性炭聚砜中空纤维膜中的Pseudomonas putida菌对四氯苯酚的共代谢降解

以苯酚-四氯苯酚共代谢体系为对象,研究了中空纤维聚砜膜作为细菌固定化材料对该共代谢过程的强化作用.结果表明,该膜具有内、中、外3层的结构,Pseudomonas putida菌可被固定在膜的表面和中间层;固定化后,细菌对高浓度有毒底物的忍受限度增强,从而得以持续生长,并在29 h内将600 mg/L和120 mg/L的苯酚和四氯苯酚完全降解.在膜的制作过程中添加了一定量的活性炭后,发现膜对苯酚和四氯苯酚的吸附能力增强,同时结构上更疏松,对四氯苯酚的降解效率得到了提高.固定在活性碳中空纤维膜中的Pseudomonas putida可以将1 000 mg/L和200 mg/L的苯酚和四氯苯酚在51 h内完全降解,比不加活性炭的情况缩短了37 h,中空纤维膜可以连续多次使用,对相同浓度的四氯苯酚的降解速度保持稳定.     

固定在活性炭聚砜中空纤维膜中的Pseudomonas putida菌对四氯苯酚的共代谢降解

以苯酚-四氯苯酚共代谢体系为对象,研究了中空纤维聚砜膜作为细菌固定化材料对该共代谢过程的强化作用.结果表明,该膜具有内、中、外3层的结构,Pseudomonas putida菌可被固定在膜的表面和中间层;固定化后,细菌对高浓度有毒底物的忍受限度增强,从而得以持续生长,并在29 h内将600　mg/L和120　mg/L的苯酚和四氯苯酚完全降解.在膜的制作过程中添加了一定量的活性炭后,发现膜对苯酚和四氯苯酚的吸附能力增强,同时结构上更疏松,对四氯苯酚的降解效率得到了提高.固定在活性碳中空纤维膜中的Pseudomonas putida可以将1 000　mg/L和200　mg/L的苯酚和四氯苯酚在51 h内完全降解,比不加活性炭的情况缩短了37 h,中空纤维膜可以连续多次使用,对相同浓度的四氯苯酚的降解速度保持稳定.     

Cagelike mesoporous silica encapsulated with microcapsules for immobilized laccase and 2, 4-DCP degradation

In this study, cage-like mesoporous silica was used as the carrier to immobilize laccase by a physical approach, followed by encapsulating with chitosan/alginate microcapsule membranes to form microcapsules of immobilized laccase based on layer-by-layer technology. The relationship between laccase activity recovery/leakage rate and the coating thickness was simultaneously investigated. Because the microcapsule layers have a substantial network of pores, they act as semipermeable membranes, while the laccase immobilized inside the microcapsules acts as a processing plant for degradation of 2,4-dichlorophenol. The microcapsules of immobilized laccase were able to degrade 2,4-dichlorophenol within a wide range of 2,4-dichlorophenol concentration, temperature and pH, with mean degradation rate around 62%. Under the optimal conditions, the thermal stability and reusability of immobilized laccase were shown to be improved significantly, as the removal rate and degradation rate remained over 40.2% and 33.8% respectively after 6 cycles of operation. Using mass spectrometry (MS) and nuclear magnetic resonance (NMR), diisobutyl phthalate and dibutyl phthalate were identified as the products of 2,4-dichlorophenol degradation by the microcapsules of immobilized laccase and laccase immobilized by a physical approach, respectively, further demonstrating the degradation mechanism of 2,4-dichlorophenol by microcapsule-immobilized laccase.     

硼-氮共掺杂中空碳纳米纤维的制备及其活化过一硫酸盐降解双酚A的性能研究

碳材料由于良好的稳定性、无二次污染、高的比表面积等特性,近年来作为催化剂广泛应用于水处理领域.本文以金属有机骨架（MOFs）材料作为前驱体,通过"静电纺丝+热解"的方法制备了硼-氮共掺杂的中空碳纳米纤维（B-HCNFs）,并利用X射线光电子能谱仪（XPS）、拉曼光谱仪（Raman）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、氮气吸附仪等对制备材料的组成和结构进行了详细的分析.将合成的B-HCNFs用于催化剂活化过一硫酸盐（peroxymonosulfate,PMS）降解双酚A（BPA）,结果表明制备的催化剂具有优异的性能.考察了B掺杂前后以及催化剂投加量、初始pH、温度等因素对BPA去除效率的影响,发现B掺杂可以有效提升催化剂的性能.此外,自由基淬灭实验和电子顺磁共振波谱仪（EPR）研究表明,非自由基（电子转移中间体）在BPA的降解过程中占主导作用,而自由基（SO₄^·-,^·OH）贡献较小.动态循环实验显示该催化剂具有良好的稳定性和应用前景.     

改良型固定化Pseudomonas oleovorans DT4降解四氢呋喃的研究

成功构建出了新型的海藻酸钠-活性炭纤维复合固定化Pseudomonas oleovorans DT4来去除四氢呋喃,并优化了该复合固定化载体组分的含量,发现在海藻酸钠含量为3%,活性炭纤维含量为1.5%条件下,制备成细胞浓度为6×109g-1的协同固定化细胞在初始THF浓度为360 mg·L-1时的降解速率达到最大为24.0 mg·(L.h)-1,同时其机械强度也得到了显著的提升.此外与游离菌体相比,该固定化细胞在不同温度和pH条件下的降解速率表现得更加稳定,且去除效果均能稳定在80%以上.在改进的反应体系中,协同固定化小球高效降解THF的重复利用次数达到80批以上,显示出该载体良好的可行性.     

Mo掺杂FeS2非均相Fenton催化剂的制备及催化性能研究

为提高FeS₂活化H₂O₂降解有机物的性能,本研究通过引入多价金属钼(Mo)制备得到Mo掺杂的FeS₂催化剂(FeS2@Mo),并用于催化降解水中双酚A (BPA).通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)对样品形貌和结构组成等进行表征.研究了H₂O₂浓度、FeS₂@Mo投加量、初始pH等条件对BPA降解效果的影响.结果表明：(1)Mo掺杂的FeS₂呈现花瓣形球体,尺寸500～1 000 nm.(2)在条件为5 mmol/L H₂O₂、100 mg/L FeS₂@Mo、pH=3.5时降解效果最优,且在该条件下反应10 min时BPA的降解率可达99.1%.(3)淬灭试验和电子顺磁共振(EPR)试验的结果表明,该体系中的活性物种包括羟基自由基(·OH)、单线态氧(¹...     

改性竹炭固定化威尼斯不动杆菌吸附协同降解柴油废水的机理及动力学分析

利用改性竹炭作为载体来固定化威尼斯不动杆菌(Acinetobacter venetianus),用于去除柴油.结果显示,培养96 h后,固定化菌对柴油的去除率为86.35%,要高于游离菌(80.50%).为了探究固定化菌去除柴油的机理,采用动力学拟合实验数据,发现固定化菌去除(吸附-降解)柴油中总石油烃(TPHs)的过程符合伪二级动力学,表明TPHs是先吸附在改性竹炭上,然后被目标菌降解.为了进一步证实,利用扫描电镜(SEM)观察到Acinetobacter venetianus很好地固定在载体材料上.傅里叶红外光谱(FTIR)结果表明,经固定化菌处理后,柴油水溶液的谱图在3437.2、2924.4、1407.8 cm-1处出现新的吸收峰,可能为烷烃降解的酯类及羧酸类物质.GC-MS分析表明,相比游离菌,固定化菌对柴油的去除更为彻底.因此,改性竹炭不仅可以作为良好的固定化载体,同时因其对TPHs良好的吸附性能从而提高了去除效率,为油类污染中TPHs的生物材料修复提供了一个新的视角.     

树脂D201上粗漆酶的固定化及对孔雀石绿的脱色

云芝粗漆酶以3种方法,即静电吸附法(D201-Lac-Ⅰ)、先吸附后交联法(D201-Lac-Ⅱ)、戊二醛处理树脂后吸附法(D201-Lac-Ⅲ)固定到大孔阴离子交换树脂D201上.与静电吸附法相比,D201-Lac-Ⅱ的漆酶固载量大幅提升至4.65倍,漆酶比活力却严重受损,只有前者的4.8%;D201-Lac-Ⅲ的漆酶固载量略有下降,为静电吸附法的0.51倍,漆酶比活力却显著提高至静电吸附法的2.99倍.利用电子透射电镜(TEM)可明显观察到D201-Lac-Ⅲ漆酶分子聚合体的阴影.用D201-Lac-Ⅲ对孔雀石绿进行了连续多批次脱色试验,在长达210 h的连续操作中,其脱色效率未观察到有下降趋势,一直稳定在40%～55%之间,D201-Lac-Ⅲ的酶活亦未观察到下降,同等条件下游离的漆酶活力已损失至20%以下,证明D201-Lac-Ⅲ具有显著提升的稳定性和优良的重复利用性.考虑到粗漆酶廉价易得,D201-Lac-Ⅲ在水处理应用中可能大有前景.     

环氧化PVA载体固定漆酶的最佳工艺条件研究

在T=35℃,HAc-NaAc缓冲溶液pH为4的条件下,用环氧化PVA载体对漆酶进行固定化,固定后酶活为游离酶活的95%。用该固定化漆酶处理制浆造纸废水,反复使用6次后,酶活仍保持为初始酶活的45%,且每次COD去除率在40%以上,处理后的废水BOD增大了50%,废水可生化性得到很大提高。     

玻璃纤维负载P25光催化接触氧化活性艳红X-3B

在玻璃纤维上焙烧P25制备了负载型TiO2光催化剂,探讨了焙烧温度对催化活性的影响,设计了光催化接触氧化反应器,并以活性艳红X-3B为模型污染物,考察溶液pH值、共存阴离子(CO₃^2-、SO₄^2-、Cl-)对光催化反应的影响.结果表明,焙烧温度直接影响负载后催化剂的活性,300℃负载时活性最高,SEM照片显示此时P25与载体结合牢固、负载颗粒均匀.酸性条件对活性艳红X-3B的降解有利,当溶液初始pH由2.0上升到10.0时,活性艳红X-3B的降解率从90.06%下降至42.71%.共存的CO₃^2-、SO₄^2-对活性艳红X-3B降解的影响不大,但Cl^-对氧化过程有明显的抑制,使活性艳红X-3B的降解率下降17.03%.利用成熟的光催化剂P25,通过烧结的方法制备负载型催化剂是当前替代粉末催化剂的较为可行的方案.     

平菇漆酶的性质和应用研究

通过采用硫酸铵分级沉淀对平菇菌种831和予6两菌种所产生的漆酶进行了初步分离,并对酶的性质进行了初步研究,研究表明它们的最适反应温度都在60℃,最适反应pH都在3.0,对831漆酶进行除酚和固定化脱色的研究表明,在最佳除酚条件下50℃,pH5.0,反应3h,对25mg/L单宁酸的去除率可达24.4%,在所研究的不同固定化材料中,以尼龙网为材料的固定化效果最好,固定化酶对50mg/L的活性艳蓝脱色率可达游离酶脱色率的76%,重复应用4次脱色率没有降低趋势,之后逐渐下降。