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生物酶/LDH插层与应用

收藏本文 2024-02-09 点赞:22573 浏览:105024 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:利用两种不同的方法制备了镍铝硝酸型层状双氢氧化物(LDH),并将其作为固定化酶的新型载体。共价、离子交换方法对葡萄糖氧化酶和漆酶插层固定化研究,利用X-射线衍射、红外光谱、SEM等手段对插层性能表征。所得生物酶/LDH插层复合物尝试应用于废水处理中,实验结果如下:(1)非稳态共沉淀法制备了镍铝硝酸型层状双氢氧化物(LDH),最佳制备条件为镍铝比为2:1,pH=6.5,N_2保护。XRD结果镍铝LDH晶相单一,形成良好的晶体结构,d=8.0367 (?)。选取抗坏血酸(V_c)作为插层物质研究了镍铝LDH的插层性能,结果V_c:LDH=1:1时,V_c成功插层镍铝LDH层间,形成了结晶度高,层间距d=9.2053 (?)的插层复合体。(2)以α-Al_2O_3做基底,在pH=6.5,N_2保护条件下合成了原位固载LDH,优化实验得最佳反应时间为12 h。XRD表征结果原位固载LDH结晶度良好,镍铝比为3:1,层间距为d=8.1077 (?)。选取抗坏血酸(V_c)和十二烷基磺酸钠(SDS)作为插层物质研究了镍铝LDH的插层性能,XRD结果成功制备了V_c/原位固载LDH插层复合物和SDS/原位固载LDH插层复合物。V_c/LDH复合物层间距d=9.104 (?),SDS/LDH复合物层间距d=25.6 (?)。(3)利用共沉淀法制备了葡萄糖氧化酶/原位固载LDH插层复合物,XRD结果葡萄糖氧化酶成功插层原位固载LDH层间,层间距d=20.5 (?)。将葡萄糖氧化酶/原位固载LDH复合物作阳极应用到双室MFC中,玻碳电极作阳极为对照实验。极化曲线可知,葡萄糖氧化酶/原位固载LDH作阳极比玻碳电极作阳极时电池的放电性能有改善。相同的压降条件下,葡萄糖氧化酶/原位固载LDH复合物作阳极输出电流比玻碳电极阳极输出电流值大。微生物燃料电池正常运行十五天后,玻碳电极的输出电流降到29%,而插层复合物电极的输出电流仍为初始电流的58%。(4)离子交换法制备了漆酶/LDH插层复合物,表征得漆酶/ LDH插层复合物层间距d= 20.2053 (?)。在55℃时,漆酶的插层效率达到最高值65%。将游离漆酶和漆酶/LDH同时作用于含酚废水,游离酶的酶活力下降到59%,而漆酶/LDH的酶活仍保持在70%。对漆酶/LDH使用实验,结果使用10次后酶活仍保持在70%。可见,漆酶/LDH具有良好的稳定性和较高的使用效率。关键词:层状双氢氧化物论文生物酶论文插层论文固定化论文废水处理论文

    摘要9-10

    ABSTRACT10-12

    第1章 绪论12-18

    1.1 课题背景12-16

    1.1.1 水污染问题12

    1.1.2 废水处理的方法12-13

    1.1.3 生物酶法处理废水概述13

    1.1.4 固定化酶技术概述13-14

    1.1.5 固定化酶的制备方法14-15

    1.1.6 层状双氢氧化物概述15-16

    1.2 的立题依据16

    1.3 的创新点16

    1.4 的研究内容16-18

    第2章 镍铝 LDH 制备及插层性能研究18-28

    2.1 引言18-20

    2.1.1 层状双氢氧化物简介18

    2.1.2 层状双氢氧化物制备18-19

    2.1.3 层状双氢氧化物的特性19-20

    2.2 试剂与仪器20-21

    2.2.1 实验试剂20

    2.2.2 实验仪器20-21

    2.3 实验方法21-22

    2.3.1 镍铝硝酸型层状双氢氧化物(LDH)的制备21

    2.3.2 抗坏血酸插层LDH 实验21-22

    2.3.3 表征方法22

    2.4 结果与讨论22-26

    2.4.1 X-射线衍射图分析22-25

    2.4.2 红外光谱图分析25-26

    2.5 小结26-28

    第3章 原位固载 LDH 制备及插层性能研究28-40

    3.1 引言28-29

    3.1.1 层状双氢氧化物制备方法概述28-29

    3.1.2 原位固载制备LDH 概述29

    3.2 试剂与仪器29-30

    3.2.1 实验试剂29-30

    3.2.2 实验仪器30

    3.3 实验方法30-32

    3.3.1 原位固载镍铝层状双氢氧化物(LDH)制备30-31

    3.3.2 原位固载层状双氢氧化物(LDH)插层实验31-32

    3.3.3 表征方法32

    3.4 结果与讨论32-38

    3.4.1 X-射线衍射图分析32-35

    3.4.2 扫描电子显微镜SEM 分析35-38

    3.5 小结38-40

    第4章 葡萄糖氧化酶/原位固载 LDH 制备及应用40-56

    4.1 引言40-42

    4.1.1 微生物燃料电池概述40-41

    4.1.2 微生物燃料电池阳极修饰41-42

    4.2 试剂与仪器42-44

    4.2.1 实验试剂42-44

    4.2.2 实验仪器44

    4.3 实验方法44-47

    4.3.1 准备实验45

    4.3.2 葡萄糖氧化酶/原位固载LDH 插层参数选定45-46

    4.3.3 插层复合物在微生物燃料电池中的应用46

    4.3.4 表征方法46-47

    4.4 结果与讨论47-53

    4.4.1 X-射线衍射图分析47-49

    4.4.2 葡萄糖氧化酶/原位固载LDH 插层参数分析49-50

    4.4.3 极化曲线分析50-52

    4.4.4 微生物燃料电池的工作稳定性分析52-53

    4.5 小结53-56

    第5章 漆酶插层层状双氢氧化物制备及应用56-68

    5.1 引言56-58

    5.2 试剂与仪器58-59

    5.2.1 实验试剂58

    5.2.2 实验仪器58-59

    5.3 实验方法59-61

    5.3.1 镍铝硝酸型镍铝层状双氢氧化物(LDH)的制备59-60

    5.3.2 漆酶/层状双氢氧化物(LDH)插层复合物的制备60

    5.3.3 漆酶/LDH 去除造纸废水中多酚实验60-61

    5.3.4 表征方法61

    5.4 结果与讨论61-66

    5.4.1 X-射线衍射图分析61-63

    5.4.2 漆酶/LDH 热稳定性实验63

    5.4.3 漆酶/LDH 处理含酚废水多酚含量变化63-65

    5.4.4 除酚中漆酶酶活力的变化65

    5.4.5 漆酶/LDH 使用对酶活力的影响65-66

    5.5 小结66-68

    第6章 与展望68-72

    6.1 68-70

    6.1.1 镍铝硝酸型LDH 制备及插层性能研究68

    6.1.2 原位固载LDH 制备及插层性能研究68-69

    6.1.3 葡萄糖氧化酶/原位固载LDH 制备及应用69

    6.1.4 漆酶/LDH 制备及在含酚废水处理中的应用69-70

    6.2 展望70-72

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