[發(fā)明專利]一種固定化辣根過(guò)氧化物酶去除水中五氯酚的技術(shù)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210172445.9
• 申請(qǐng)日: 2012-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102701429A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛軍峰;徐江捷;代云容;張華斌;劉敏;胥嘉瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F3/00
• 分類號(hào): C02F3/00;C02F101/36
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用電紡纖維膜固定化辣根過(guò)氧化物酶凈化水中五氯酚(PCP)的方法，屬于污水處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

五氯酚(PCP)曾被廣泛用于木材防腐、殺菌、消毒、殺蟲(chóng)和除草，具有高毒性，是一種廣泛存在于水體且具有“三致”(致癌、致畸、致突變)效應(yīng)和遺傳、發(fā)育毒性的有機(jī)難降解污染物，不易被分解且容易通過(guò)食物鏈富集在生物體內(nèi)，從而對(duì)自然生態(tài)和人類健康造成嚴(yán)重的威脅，已被美國(guó)環(huán)保局列入優(yōu)先控制污染物的名單。同時(shí)，PCP在自然環(huán)境中還能被轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的多氯二苯并呋喃(PCDFs)和多氯代二苯并二惡英(PCDDs)，因此尋求經(jīng)濟(jì)和環(huán)境友好的PCP凈化技術(shù)是十分重要的。

目前常用的處理五氯酚的方法有物化法、超聲化學(xué)降解法、濕式氧化法、電化學(xué)降解法等。其中物化法主要包括吸附法、混凝法、萃取法和膜處理法等。該方法僅僅是PCP從一種介質(zhì)向另一種介質(zhì)轉(zhuǎn)移的過(guò)程，通常會(huì)產(chǎn)生新的污染，因此需要后續(xù)處理過(guò)程才能達(dá)到徹底清除PCP的目的。超聲化學(xué)降解法存在能量利用率低，處理量小，操作費(fèi)用高等問(wèn)題。濕式氧化法需要高壓設(shè)備，裝置造價(jià)昂貴，催化劑損耗大，且對(duì)低濃度PCP廢水處理不經(jīng)濟(jì)。電化學(xué)降解法由于受到電極材料的限制，存在電流效率低、電耗高及電極壽命短等缺點(diǎn)，因此難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

固定化酶降解法是凈化水中PCP的一種有效方法，具有成本低、無(wú)二次污染、可重復(fù)利用和易操作的優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。辣根過(guò)氧化物酶(Horseradish?peroxidase，EC?1.11.1.7)是一種是由無(wú)色的酶蛋白和棕色的鐵卟啉結(jié)合而成的糖蛋白。固定化辣根過(guò)氧化物酶在過(guò)氧化氫存在時(shí)能有效催化降解五氯酚，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。

靜電紡絲纖維膜就是一種以高分子聚合物為原料，利用靜電紡絲技術(shù)制備而成的載體，具體是由聚合物溶液或熔體借助于高壓靜電場(chǎng)作用進(jìn)行噴射拉伸而形成納米級(jí)至微米級(jí)纖維組成。因?yàn)殪o電紡絲納米纖維膜因其具有孔隙率高、比表面積大、機(jī)械強(qiáng)度高且制備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，被人們認(rèn)為是一種潛在的酶固定化基質(zhì)。將靜電紡絲纖維膜作為固定化酶的載體，不僅有利于酶與底物充分接觸，能有效提高酶的催化效率，還容易從反應(yīng)體系中分離回收。

本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是高效去除水中PCP污染物，克服現(xiàn)有凈化氯酚類污染物技術(shù)的不足，提供一種高效、節(jié)能、可重復(fù)利用、操作簡(jiǎn)單的氯酚類污水的處理方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中PCP的污染問(wèn)題，提供一種以電紡纖維膜固定化辣根過(guò)氧化物酶為催化劑凈化水中PCP的方法，能夠克服現(xiàn)有凈化方法能耗高、操作復(fù)雜、反應(yīng)條件劇烈和凈化能力差的缺點(diǎn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

利用固定化辣根過(guò)氧化物酶凈化水中PCP的方法包括如下步驟：

a)將分子量為10萬(wàn)的聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)顆粒溶于二氯甲烷中，加入嵌段共聚物表面活性劑，均勻混合后攪拌3小時(shí)得到共聚物混合凝膠；

b)稱取0.6毫克辣根過(guò)氧化物酶溶于0.3毫升pH值為4的磷酸鹽緩沖溶液中，震蕩搖勻至全部溶解；

c)取步驟b)中所得辣根過(guò)氧化物酶溶液加入共聚物混合凝膠中，攪拌直至形成均質(zhì)乳液；

d)將步驟c)中所得乳液引入到高壓靜電紡絲裝置中，調(diào)節(jié)各參數(shù)以獲得穩(wěn)定連續(xù)的噴射；

e)在接收板的鋁箔上收集電紡纖維膜，電紡4～5小時(shí)后待纖維膜厚度達(dá)到0.5～1毫米，停止紡絲。所得固定化辣根過(guò)氧化物酶纖維膜儲(chǔ)存在4℃下備用；

f)配制一定濃度的PCP溶液；

g)向PCP溶液中加入固定化辣根過(guò)氧化物酶纖維膜及H₂O₂，震蕩反應(yīng)；

h)定時(shí)取樣，分析PCP的濃度變化；

本發(fā)明所述的PCP污水的處理方法，其中，步驟a)中所述的嵌段共聚物表面活性劑為聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物F108，其分子式為PEO132-PPO50-PEO132，分子量為15500克/摩爾。

本發(fā)明所述的PCP污水的處理方法，其中，在步驟f)中所述PCP的初始濃度為10毫克/升；

本發(fā)明所述的PCP污水的處理方法，其中，在步驟g)中固定化辣根過(guò)氧化物酶纖維膜面積為2cm×2cm、數(shù)量為3片、質(zhì)量為0.05g，H₂O₂濃度為0.019毫摩爾/升；

本發(fā)明提供的對(duì)水中PCP的分析方法如下：