壳聚糖微囊包封介孔SiO2固定化漆酶降解2,4-DCP

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本论文以不同链长的阴离子表面活性剂为模板合成介孔二氧化硅,并以介孔二氧化硅材料为载体固定化漆酶降解2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)。主要研究介孔二氧化硅的形貌和介孔结构、漆酶固定化的最佳条件、固定化漆酶的性质以及固定化酶对2,4-DCP的降解。第一部分以不同链长的酰基丙氨酸为模板剂,以TEOS为硅源,以APS为助结构导向剂,合成不同形貌和介孔结构的介孔二氧化硅。产物通过XRD,N2吸附-脱附法,SEM和TEM进行表征。实验发现,不同链长的阴离子表面活性剂由于疏水基长度的不同使得表面活性剂具有不同的堆积参数而生成具有不同形貌和介孔结构的产物。第二部分以介孔二氧化硅为载体,通过物理吸附法固定化漆酶,研究酶浓度、固定化时间、固定化pH等最佳条件以及吸附固定化漆酶的性质。实验表明,以物理吸附法固定化漆酶的最佳条件是:在25℃下,漆酶浓度为2.5mg/L,在pH=5.0的缓冲溶液中固定化4h。此外,所得吸附固定化漆酶热稳定性与操作稳定性均比自由漆酶的强。用壳聚糖与海藻酸钠交替包封吸附固定化漆酶制得壳聚糖微囊包封吸附固定化漆酶,并研究微囊固定化漆酶的性质。实验结果显示,包封固定化酶的酶活回收率随着包埋层数的增加而减小,但酶泄漏率随着微囊包埋层数的层数增加明显降低。微囊包埋固定化酶的最适反应温度和最适反应pH值与吸附固定化酶相同。其热稳定性和操作稳定性相比于自由漆酶以及吸附固定化酶都有所增强。第三部分以微囊包埋固定化漆酶降解2,4-DCP,研究底物浓度、pH、温度以及Cu2+对降解的影响。实验表明,底物在10mg/L~50mg/L的浓度范围内时,对微囊包封固定化漆酶的降解反应影响较小。在45℃,pH=6.0时降解率达到最大。包封吸附固定化漆酶在重复使用时4次后,去除率仍可达到44%,降解率达到37%。当Cu2+浓度小于10mg/L时,对固定化漆酶和自由漆酶降解2,4-DCP影响很小,大于10mg/L后,随着浓度的增大,Cu2+对固定化酶漆酶和自由漆酶的降解2,4-DCP都有抑制作用,但对自由漆酶的影响大于固定化漆酶的影响。固定化漆酶对Cu2+有吸附作用,随着Cu2+浓度增大,吸附率减小。
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