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《宁波大学》 2017年
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过氧化物酶的吸附、交联及催化染料降解

孙怀艳  
【摘要】:1.本文通过原位交联法将辣根过氧化物酶负载在ZnO纳米线/大孔SiO_2复合载体(ZnO NWs/SiO_2)上,获得了一种稳定高效的纳米生物催化剂。三种多环氧化合物中,二甘醇二缩水甘油醚是最佳的酶交联剂。使用它可使辣根过氧化物酶(等电点:5.3)的固载量达到118.1 mg/g,酶活达到14.9 U/mg-support。从SEM结果可以观察到交联酶在ZnO纳米线表面分散良好。在最佳优化条件下获得的固定化酶能够催化活性蓝19和酸性紫109两种蒽醌染料的氧化降解反应,表现出优异的脱色效果。15分钟内脱色率超过94%,2~3小时内能使染料彻底脱色,这是目前其它生物催化体系所无法做到的,12次重复使用后仍保留79.6%~76.8%催化脱色效率。2.以长链的二甘醇二缩水甘油醚为交联剂,通过原位交联法将辣根过氧化物酶负载在ZnO NWs/SiO_2上,得到一种稳定高效的固定化HRP。由于交联剂是在发生交联反应之前吸附在ZnO纳米线表面的,使得交联剂的用量和分散度得到了很好的控制,得到的交联酶与传统的交联酶聚集体在结构和催化性能上存在差异性优势,在偶氮染料的脱色降解中,展现出优异的催化性能。研究了不同反应条件对染料脱色率的影响,35 min内最对酸性蓝113和酸性黑10BX的最佳脱色率分别高达95.4%和90.3%;与游离酶相比,固定化HRP对温度和p H的耐受性,储存稳定性都取得了大幅度的提升,重复使用12次后,对染料的脱色率仍保留79.4%以上。3.将氯过氧化物酶(CPO)和辣根过氧化物酶通过原位交联法固载在ZnO NWs/SiO_2上。在CPO和HRP在溶液中的质量比为1:1时,达到最佳负载效果,负载率和酶比活分别为132.4 mg/g-support和15.7 U/mg-support。在偶氮染料的降解过程中,相对于单酶固定(固定化CPO或HRP),共固定化酶的催化性能和稳定性有明显的提升,在宽的p H,温度和H2O2浓度范围内都能够保持高的催化活性。30 min内对直接黑38和酸性蓝120的脱色率达到92%以上,3 h内可达到完全去除。共固定化酶的储存稳定性和重复使用率得到了显著提高。
【学位授予单位】:宁波大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X788;O643.36

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