【摘 要】
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纺织印染行业是我国用水量大,排放废水量较多的工业部门之一,印染废水不经处理直接排放或处理末达标排放会严重破坏水体和生态环境。漆酶是一种多铜氧化酶,在造纸工业、有毒化合
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纺织印染行业是我国用水量大,排放废水量较多的工业部门之一,印染废水不经处理直接排放或处理末达标排放会严重破坏水体和生态环境。漆酶是一种多铜氧化酶,在造纸工业、有毒化合物的生物消除等方面具有重要应用价值。固定化酶比游离酶具独特的优点,是实现酶重复连续使用和稳定性改善的有效手段,本文对漆酶进行了固定化,探索固定化机理、固定化的最佳条件和固定化酶的酶学性质,最后将固定化漆酶应用于染料脱色降解中。
首先,以海藻酸钠和明胶为载体通过包埋。交联结合法进行漆酶固定化,最佳固定化条件为:3%海藻酸钠和明胶溶液各30ml,游离酶用量为3ml(100U/ml),在质量分数为2%的CaCl2和5%的戊二醛溶液中分别交联0.5h和2h时制备的固定化漆酶活性最好。进行扫描电镜观察和对固定化过程中不同物质进行红外分析,对固定化机理进行研究。
其次,对游离漆酶和固定化漆酶的酶学性质进行了比较:漆酶经固定化后,热稳定性和pH稳定性都比游离漆酶有了显著的提高。游离酶和固定化酶的最适催化温度分别为30℃和35℃,固定化漆酶能在较高温度下进行反应;游离酶和固定化漆酶的最适pH分别是4.5和4.0,说明固定化漆酶的pH适应性较游离酶增强;Cu2+、Mg2+、K+、Ca2+、Mn2+对漆酶的活性有一定的激活作用,Fe3+、Zn2+对漆酶活性有抑制作用,Ag+存在时,游离漆酶和固定化漆酶都会完全失活;游离漆酶的Km为0.169mol/L,固定化漆酶的Km值为0.412mol/L。经过固定化以后,以愈创木酚为底物的米氏常数值升高,说明固定化漆酶对底物的亲和力有所降低。
最后,利用固定化漆酶对弱酸性蓝RAW、活性金黄K-2RA和直接大红4BS三种有机染料进行了脱色降解研究。其中对染料弱酸性蓝RAW的脱色效率最高,脱色率达到90%以上;固定化漆酶具有良好的重复利用性能;固定化漆酶的催化反应符合Michaelis-Menten动力学规律;紫外可见光谱和COD分析显示,固定化漆酶不仅能对染料进行脱色,而且对染料具有一定程度上的降解作用。
在本论文中,我们优化了最适固定化漆酶的制备条件,并将固定化漆酶处理染料,为固定化漆酶处理印染废水的工业化应用提供可靠的依据,在环境治理方面具有良好的应用前景。
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