[發明專利]漆酶修飾電極和使用該電極去除水中氯酚污染物的方法

無效

• 申請號: 200910000201.0
• 申請日: 2009-01-13
• 公開（公告）號: CN101445281A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發明（設計）人: 王穎;張海斯;沈珍瑤;裴元生
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: C02F1/46
• 分類號: C02F1/46;C02F3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種漆酶修飾電極，其特征在于，以鈦材料為載體，由鈦基體表面由內至外依次為錫銻氧化物底層、α-PbO₂中間層、摻雜一種活性金屬(如鉍、鎳、鑭、鈰、鉺)的含氟β-PbO₂表面層、殼聚糖固定化漆酶修飾層。

2.一種權利要求1所述漆酶修飾電極的制備方法，該方法包括三個步驟：電極材料(電極錫銻氧化物底層、α-PbO₂中間層、摻雜一種活性金屬(如鉍、鎳、鑭、鈰、鉺)的含氟β-PbO₂表面層)的制備、殼聚糖固定化漆酶的制備、固定化漆酶在電極表面的修飾。具體步驟如下：

(1)電極材料的制備

將鈦基體酸刻蝕后，利用四氯化錫和三氯化銻丁醇混合溶液涂覆鈦基體表面，自然晾干后，在105—120℃下干燥10-30分鐘，按此步驟，重復涂覆和干燥2-4次，再于500-550℃下高溫分解2-4小時，自然冷卻至室溫，按照以上步驟，重復涂覆、干燥和高溫分解至少2次；然后將其作為陽極，在溶解有PbO的氫氧化鈉電鍍液(A)中電沉積α-PbO₂中間層，沉積時間為0.5-1小時，沉積溫度為20-50℃，電沉積的陽極電流密度為5-15mA/cm²；水洗去除浮物后，將其作為陽極，在混有一種活性金屬(如鉍、鎳、鑭、鈰、鉺)的酸性含氟鉛溶液(B)中，電沉積摻雜一種活性金屬(如鉍、鎳、鑭、鈰、鉺)的含氟β-PbO₂表面層，沉積時間為0.5-1小時，沉積溫度為20-50℃，電沉積的陽極電流密度為5-15mA/cm²。

(2)殼聚糖固定化漆酶的制備

將殼聚糖與1％-8％質量分數的戊二醛溶液按照1g/100mL的比例在25℃-55℃下均勻混合并攪拌2小時以上，在4℃條件下靜置8-12小時后，利用去離子水清洗多余的戊二醛溶液3-5次，抽濾干燥，制得嫁接上醛基的殼聚糖載體；將該載體與溶于磷酸鹽檸檬酸混合緩沖溶液的漆酶充分混合，在pH為4.0-6.0、溫度為4-55℃條件下攪拌8-24小時，4℃條件下靜置8-12小時后，利用pH為3.5的磷酸鹽檸檬酸混合緩沖溶液多次洗滌，直到洗滌液沒有游離酶檢出，再經真空干燥制成殼聚糖固定化漆酶，其中，與殼聚糖載體混合的漆酶質量為殼聚糖載體質量的3-7％。

(3)固定化漆酶在電極表面的修飾

將按照步驟(2)制得的殼聚糖固定化漆酶與5％?Nafion膜溶液充分混合，將該混合溶液滴涂于步驟(1)中得到的電極材料表面，室溫中干燥1-2小時。

3.按照權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的四氯化錫和三氯化銻丁醇混合溶液組成為440-520mmol/L的SnCl₄·5H₂O、90-170mmol/L的SbCl₃、8-12體積份的36-38wt％濃鹽酸、35-45體積份的正丁醇。

4.按照權利要求2所述的制備方法，其特征在于，溶解有PbO的氫氧化鈉電鍍液(A)的組成為0.10-0.12mol/L的PbO、120-150g/L的氫氧化鈉。

5.按照權利要求2所述的制備方法，其特征在于，混有一種活性金屬(如鉍、鎳、鑭、鈰、鉺)的酸性含氟鉛溶液(B)的組成為0.4-0.6mol/L?Pb(NO₃)₂、0.08-0.12mol/L硝酸、0.005-0.04mol/L?KF、0.002-0.05mol/L活性金屬(如鉍、鎳、鑭、鈰、鉺)的硝酸鹽。

6.按照權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的殼聚糖固定化漆酶與5％?Nafion膜溶液的混合比例為10-20g/100mL。

7.一種去除水中氯酚的方法，其特征在于，以殼聚糖固定化漆酶修飾含一種活性金屬(如鉍、鎳、鑭、鈰或鉺)和氟的鈦基二氧化鉛電極為陽極，鈦板、不銹鋼導電材料作為陰極，在陰陽極之間施加2-2.3V的電壓，所處理水起始pH值為3-5，在攪拌條件下將氯酚氧化。