漆酶催化降解蒽醌染料及其固定化研究
本文關鍵詞:漆酶催化降解蒽醌染料及其固定化研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:漆酶(Laccase:EC 1.10.3.2)是一種含銅的多酚氧化酶。被廣泛的應用于紡織行業(yè)廢水處理、食品、化工、醫(yī)藥等領域。由于漆酶種類繁多,本論文實驗選用了真菌類漆酶中的云芝漆酶進行了研究。對云芝漆酶在不同條件下對染料的降解效果進行了研究,如云芝漆酶在不同溫度、pH、染料濃度以及在一定的染料濃度下漆酶的合適用量,云芝漆酶在超純水體系中對染料的降解,以及云芝漆酶對不同染料的降解。本論文還對云芝漆酶基于修飾硅膠的固定化進行了研究,并將固定化漆酶運用于降解染料實驗;將二吡啶甲胺配體嫁接在修飾硅膠表面上并對其進行了紅外、熱重及元素分析表征,表征數(shù)據(jù)與理論分析吻合一致,并對其萃取Cu2+的效果進行了評估。實驗研究發(fā)現(xiàn):云芝漆酶可以對一部分的蒽醌類染料進行降解,以活性艷藍K-NR為代表,確定了云芝漆酶最適反應pH范圍為6.0-7.0失活pH下限為3.0上限為8.0、反應最適溫度為40℃、漆酶失活的極限反應溫度60℃。當染料濃度一定,漆酶在反應體系中的最適濃度為7.5 U/mL。降解染料的范圍在0 mg/L-150 mg/L都有降解效果,當漆酶濃度為7.5 U/mL時最佳降解效果染料濃度為75mg/L。云芝漆酶固定化過程中對固定化漆酶的固定酶活下進行測定,固定化酶活為U=0.0740 U/mg、固定化率R=8.0%。二吡啶甲胺接枝化硅膠進行合成和表征其對Cu2+萃取率為0.0079。實驗結(jié)果分析可知:云芝漆酶對降解蒽醌類染料活性艷藍K-NR具有良好的效果,并對其他染料也具有較好的降解作用。并且云芝漆酶在超純水體系中對活性艷藍K-NR的降解作用極佳。云芝漆酶在基于硅膠為基底的固定化過程中取得進展,且固定化漆酶對活性艷藍K-NR也具有極佳的降解效果,并對其降解過程及降解原理進行了分析。該新型功能化硅膠可作為金屬離子的萃取劑對Cu2+具有一定的萃取效果。基于漆酶降解、固定化漆酶的降解以及二吡啶甲胺接枝化硅膠對紡織印染廢水的處理將具有綜合化的較好的處理效果。
【關鍵詞】:漆酶 蒽醌染料 染料降解 漆酶固定化
【學位授予單位】:武漢紡織大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:Q814;X791
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-10
- 1 緒論10-16
- 1.1 漆酶10-11
- 1.2 漆酶應用11-12
- 1.2.1 漆酶在紡織印染廢水處理中的應用。11
- 1.2.2 漆酶在有機合成催化領域中的應用11-12
- 1.2.3 漆酶在食品工業(yè)領域內(nèi)的應用12
- 1.2.4 漆酶在其他領域中的應用12
- 1.3 漆酶的固定化及其應用12-13
- 1.3.1 漆酶固定化技術介紹12-13
- 1.3.2 固定化漆酶技術的應用13
- 1.4 功能型有機配體對印染廢水中重金屬離子的萃取吸收13-14
- 1.5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢14-15
- 1.5.1 通過物理方法降解14
- 1.5.2 通過化學方法降解14
- 1.5.3 通過生物方法降解14-15
- 1.6 本課題研究的重點與趨勢15
- 1.7 本科課題主要創(chuàng)新點15-16
- 2 游離態(tài)漆酶對活性染料的降解16-30
- 2.1 實驗部分16
- 2.1.1 實驗試劑與儀器16
- 2.2 活性染料活性艷藍K-NR的選擇與降解率計算16-17
- 2.3 反應體系溫度對漆酶降解染料的影響17-19
- 2.3.1 實驗過程17-18
- 2.3.2 體系反應溫度對漆酶活性影響的數(shù)據(jù)分析18-19
- 2.4 反應體系pH對漆酶降解染料的影響19-22
- 2.4.1 實驗過程19-20
- 2.4.2 pH對漆酶反應活性的數(shù)據(jù)分析20-22
- 2.5 反應體系中不同濃度染料與漆酶降解染料的關系22-24
- 2.5.1 實驗過程22
- 2.5.2 不同染料反應濃度與漆酶降解的數(shù)據(jù)分析22-24
- 2.6 漆酶濃度對一定濃度染料降解的關系24-26
- 2.6.1 實驗過程24
- 2.6.2 不同漆酶濃度對一定濃度染料降解24-26
- 2.7 在超純水體系中漆酶對一定濃度染料的降解關系26-28
- 2.7.1 實驗過程26-27
- 2.7.2 漆酶在超純水體系中降解活性艷蘭的數(shù)據(jù)分析27-28
- 2.8 本章小結(jié)28-30
- 3 游離態(tài)漆酶與輔助物質(zhì)協(xié)同催化降解染料的研究30-44
- 3.1 實驗部分30-31
- 3.1.1 實驗試劑與儀器30-31
- 3.2 添加Cu~(2+)對漆酶降解實驗的研究31-32
- 3.2.1 實驗過程31-32
- 3.2.2 Cu~(2+)對漆酶降解活性艷藍的數(shù)據(jù)結(jié)果分析32
- 3.3 添加ABTS對漆酶降解實驗的研究32-33
- 3.3.1 實驗過程32-33
- 3.3.2 ABTS對漆酶降解活性艷藍的數(shù)據(jù)結(jié)果分析33
- 3.4 添加二吡啶銅胺配合物對漆酶降解實驗的研究33-36
- 3.4.1 二吡啶類銅配合物的合成路線設計33-34
- 3.4.2 二吡啶胺類銅配合物的合成與表征34
- 3.4.3 二吡啶胺類銅配合物的紅外光譜表征34-35
- 3.4.4 添加二吡啶胺類銅配合物對漆酶降解染料活性艷藍的實驗35-36
- 3.4.5 添加二吡啶胺類銅配合物對漆酶降解染料活性艷藍的數(shù)據(jù)分析36
- 3.5 添加二甲基吡啶胺接枝化硅膠對漆酶降解實驗的研究36-42
- 3.5.1 二吡啶胺接枝化硅膠的合成路線設計36-37
- 3.5.2 二甲基吡啶胺接枝化硅膠的合成37-40
- 3.5.3 二吡啶甲胺接枝化硅膠與漆酶協(xié)同處理紡織印染廢水的研究40-42
- 3.6 在游離態(tài)漆酶中添加不同的催化物質(zhì)對漆酶降解的綜合分析42-43
- 3.7 本章小結(jié)43-44
- 4 固定化漆酶的合成與表征以及對活性染料的降解研究44-52
- 4.1 實驗部分44-45
- 4.1.1 實驗試劑與儀器44-45
- 4.2 固定化漆酶的合成45-47
- 4.2.1 固定化漆酶的合成路線設計45-46
- 4.2.2 固定化漆酶的合成實驗過程46-47
- 4.3 固定化漆酶的表征47-49
- 4.3.1 固定化漆酶的酶活測定47-48
- 4.3.2 固定化漆酶的掃描電鏡表征48-49
- 4.4 固定化漆酶對染料活性艷藍的降解應用研究49-51
- 4.4.1 以超純水為反應體系考察固定化漆酶對染料活性艷藍的降解實驗49-50
- 4.4.2 固定化漆酶對活性艷藍的重復降解實驗50-51
- 4.5 本章小結(jié)51-52
- 5 結(jié)論與展望52-54
- 5.1 結(jié)論52
- 5.2 展望52-54
- 參考文獻54-58
- 附錄58-60
- 致謝60
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