检索结果-南通市图书馆

作者： habimana pascal 河北工业大学

学位级别：硕士

在工业应用中大量使用染料产生的废水,对人类健康和水环境造成了严重的影响。漆酶作为一种绿色生物催化剂,可对工业废水中的染料/有毒化学物质进行降解。然而漆酶的分子结构很容易受到外界环境的影响,而且游离的漆酶不可重复用、稳定性... 详细信息

在工业应用中大量使用染料产生的废水,对人类健康和水环境造成了严重的影响。漆酶作为一种绿色生物催化剂,可对工业废水中的染料/有毒化学物质进行降解。然而漆酶的分子结构很容易受到外界环境的影响,而且游离的漆酶不可重复用、稳定性差、成本高、难分离。为了解决这些问题,选用合适的载体对酶分子进行固定化是有效的策略之一。磁性核壳介孔氧化硅和金属有机骨架材料具有孔径可调、毒性低、化学稳定性高、比表面积大等优势,是固定化酶的理想载体。本研究以磁性介孔氧化硅纳米花(SiO@FeOnanoflowers)、介孔氧化硅包覆的磁性多壁碳纳米管(FeO-MWCNTs@SiO)和ZIF-8包覆的多壁碳纳米管(ZIF-8@MWCNTs)为载体,分别采用共价结合法和吸附法固定漆酶。考察了固定化漆酶的制备条件、稳定性及催化性能,并与游离漆酶进行了比较。最后,研究了固定化酶和游离漆酶对偶氮染料的脱色效果。本研究主要包括以下三个方面:(1)以十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)为模板剂,FeO为磁核,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,合成了SiO@FeO磁性介孔氧化硅纳米花。在550 C下煅烧5 h去除模板剂。所得了SiO@FeO的比表面积、孔体积和孔径分别为518.252 m/g,0.502 cm/g和5.9nm。采用戊二醛为交联剂将漆酶固定在SiO@FeO纳米花上,制备固定化漆酶(Laccase-GA-SiO@FeO)。研究发现,65 C和p H 4.0为Laccase-GA-SiO@FeO的最适温度和最适p H。Laccase-GA-SiO@FeO的p H、热、贮存和机械稳定性均比游离酶好。重复使用10次后,Laccase-GA-SiO@FeO活性仍能维持原有活性的83%。此外,对于酸性红88、铬黑T和活性黑5,Laccase-GA-SiO@FeO的脱色率分别为97%、98.3%和51%,均高于游离酶,有利于工业应用。(2)以CTAB为模板剂,FeO-MWCNTs为基体材料,TEOS为硅源,合成了FeO-MWCNTs@SiO纳米复合材料。采用离子交换法去除模板剂CTAB。氮气吸附-脱附等温线显示,FeO-MWCNTs@SiO纳米复合材料的比表面积为428.1 m/g,介孔孔径为11.47 nm。用戊二醛作为交联剂将漆酶固定在FeO-MWCNTs@SiO中,得到一种稳定的固定化酶Laccase-GA-FeO-MWCNTs@SiO。研究发现,Laccase-GA-FeO-MWCNTs@SiO的最适温度和p H分别为60°C和3.0。与游离漆酶相比,Laccase-GA-FeO-MWCNTs@SiO在p H、热、贮存和机械稳定性方面均有所提高。重复使用10次后,固定化漆酶仍能保持原有活性的87%。研究了酶对酸性红88、铬黑T和活性黑5的脱色作用,固定化漆酶的脱色率分别为98%、99%和66%,均高于游离酶。(3)以FeO-MWCNTs@SiO纳米复合材料为模板,采用金属亲和吸附法制备了ZIF-8包覆的多壁碳纳米管(ZIF-8@MWCNTs)纳米复合材料。结果表明,所制备的ZIF-8@MWCNTs纳米复合材料的比表面积为328.778 m/g,孔体积为0.714 cm/g,平均孔径为4.149 nm。Laccase@ZIF-8@MWCNTs的最适温度和最适p H分别为60C和p H 3.0。与游离酶相比,固定化酶在p H、热、贮存和操作稳定性等方面都有所提高。重复使用10次后,Laccase@ZIF-8@MWCNTs仍然保留了68%的初始酶活。对酸性红88和铬黑T的脱色方面,固定化漆酶的脱色率分别达95.6%和97.4%,均高于游离酶。

关键词：染料脱色硅基纳米复合材料固定化酶漆酶金属-有机框架材料

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Enhancing laccase stability and activity for dyes decolorization using ZIF-8@MWCNT nanocomposite

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2022年第8期35卷 66-75页

作者： pascal habimana Yanjun Jiang Jing Gao Jean Bernard Ndayambaje Osama M.Darwesh Jean Pierre Mwizerwa Xiaobing Zheng Li Ma School of Chemical Engineering and Technology Hebei University of TechnologyTianjin 300130China University of Rwanda College of Science and Technology3900 KigaliRwanda Department of Agricultural Microbiology National Research CentreCairo 12622Egypt College of Mechatronics and Control Engineering Shenzhen UniversityShenzhen 518060China

The continuous use of chemical dyes in various industries,and their discharge into industrial effluents,results in severe problems to human life and water *** have the ability to decolorize dyes and toxic chemicals in industrial effluents as green *** possible industrial applications have been limited by poor reusability,low stability,and loss of free laccase *** this research,lac-case was immobilized on zeolitic imidazolate framework coated multi-walled carbon nanotubes(Laccase@ZIF-8@MWCNTs)via metal affinity adsorption to develop an easy separable and stable *** optimum reaction conditions for immobilized laccase are at a pH of 3.0 and a temperature of 60℃.The immobilized laccase was enhanced in storage and thermal *** results indicated that Laccase@ZIF-8@MWCNTs still maintained 68%of its original activity after 10 times of repeated *** importantly,the biocatalytic system was applied for decolorization of different dyes(20 mg·L^(-1))without a mediator,and up to 97.4%for Eriochrome black T and 95.6%Acid red 88 was achieved in 25 *** with these properties may be used in a variety of environmental and industrial applications.

关键词： Metal-organic framework Zeolitic imidazolate framework Reusability and stability Immobilized laccase Dye decolorization

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Enhancing laccase stability and activity for dyes decolorization using ZIF-8@MWCNT nanocomposite

引用

中国化学工程学报（英文版） 2022年第8期

作者： pascal habimana Yanjun Jiang Jing Gao Jean Bernard Ndayambaje Osama M.Darwesh Jean Pierre Mwizerwa Xiaobing Zheng Li Ma

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