[發明專利]負載CYP119酶的CeO2和TiO2復合材料粉體及制備

在審

• 申請號: 201711484787.3
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108342379A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 梁智萍;張松利;陳旺
• 申請（專利權）人: 鎮江創智特種合金科技發展有限公司
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C02F1/30;C02F1/70;C02F3/34;C02F101/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種負載CYP119酶的CeO₂和TiO₂復合材料粉體及其制備方法，以應用于催化還原水中六價鉻離子。利用CYP119酶良好的光催化還原特性，以及在可見光下二氧化鈰和二氧化鈦復合材料良好的可見光吸收性能和良好的電子空穴分離性能，從而構建出具有高催化活性的酶納米材料復合體系。主要利用水熱法，先制備出二氧化鈰和二氧化鈦復合材料，然后再在二氧化鈰和二氧化鈦復合材料表面負載CYP119酶。制備方法簡便、材料來源廣、成本低，適合工業化批量生產。制備得到的負載CYP119酶的CeO₂和TiO₂復合材料粉體具有光學性能好，催化活性高的特點。

技術領域

本發明涉及一種負載CYP119酶的CeO₂和TiO₂復合材料粉體及其制備方法，特別是指一種水熱法制備CeO₂和TiO₂復合材料粉體，然后在復合材料表面負載CYP119酶，以及在可見光下還原水中六價鉻離子。此材料具有可見光具吸收性能好、電子空穴分離率高、催化還原活性高的特點，并且制備工藝簡便、材料來源廣、成本低的特點。

背景技術

隨著全球科技和工業快速發展，地球上人口激增，水污染越來越嚴重，其中重金屬污染具有易溶于水和土壤、難以生物降解、易于在食物鏈中積累、易致癌等難題。然而傳統的重金屬處理方法具有陳本高、耗能大、效果差問題。與之相比較而言，光催化還原重金屬的方法具有更有效、成本低、好能少的特點。因此開發新型、具有良好光學性能和催化性能的新型環保材料具有非常重要的意義。

目前CYP119酶的光催化還存在反應引發難和光能利用率低(只能吸收利用紫外光)的問題，而二氧化鈦可在光的激發下比較容易地產生光生電子和空穴。如果將二氧化鈦與CYP119采取適當的方式禍合，使得二氧化鈦的光生電子比較容易地傳導給CYP119，這對于提高CYP119的光催化效率，拓寬其工業應用前景，具有重要意義。

然而即使和二氧化鈦復合后也不能很好的解決可見光吸收性能差的問題，但是通過半導體復合，利用費米能級差的原理可以很好的解決這一問題。二氧化鈰具有良好的可見光吸收性能和催化性能。在以往的研究中發現二氧化鈰和二氧化鈦復合材料在可見光下具有良好的催化還原六價鉻的性能。然而距離工業化應用還具有一定的差距。

本專利發明一種負載CYP119酶的CeO₂和TiO₂復合材料在體系上上區別于傳統的CeO₂和TiO₂復合材料，而且該體系的催化還原六價鉻活性高于傳統二氧化鈦和二氧化鈰復合材料25%。

發明內容

本發明在于提供一種負載CYP119酶的CeO₂和TiO₂復合材料粉體及其制備方法，以及在光催化污水處理中的應用。

為實現上述目的現采用如下技術方案：

酶催化體系催化高效、綠色，在于半導體材料復合后進一步解決了電子激發難，電子空穴已復合的難題。首先利用水熱法制備出二氧化鈰和二氧化鈦復合材料，該體系具有可見光吸收性能好，電子空穴易分離的特點。然后在超聲條件下將CYP119酶負載到二氧化鈰和二氧化鈦復合材料表面。

一種負載CYP119酶的CeO₂和TiO₂復合材料的方法，其特征在于采用以下步驟：

（1）將鈦酸四丁酯，六水合硝酸鈰分別加入到乙醇和區里水溶液中攪拌均勻，在反應釜內反應，溫度120℃，時間48h；

（2）將水熱反應產物抽濾洗滌，干燥，得到二氧化鈰和二氧化鈦復合材料粉體；

（3）配置PBS緩沖液：稱取硫酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、氯化鈉、氯化鉀于燒杯中，加去離子水攪拌溶解，調解PH7.4左右；