[发明专利]一种原位固定漆酶超滤膜的制备方法、一种含酚废水的处理方法

说明书

本发明提供了一种原位固定漆酶超滤膜的制备方法、一种含酚废水的处理方法，与现有技术相比，本发明向有机基体中引入固定化漆酶的纳米碳粉(Nac@TB)制备出固定化漆酶有机无机杂化超滤膜(Lac/Nac@TB)，电子扫描显微镜和荧光光学显微镜显示Lac/Nac@TB内部具有海绵状纳米级孔道，漆酶被成功原位包埋固定于Lac/Nac@TB内部，固定漆酶有良好的pH稳定性和热稳定性，对酚类污染物的降解率达78.4～81.5％。

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种原位固定漆酶超滤膜的制备方法、一种含酚废水的处理方法。

背景技术

酚类化合物是主要的污染物之一，也被视为要优先控制的污染物，即使在低浓度时，饮用水中存在的酚类污染物亦会对人体健康造成伤害。

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶，研究表明其对染料和酚类有较强的催化氧化能力，在废水处理方面显示出很大的潜力。由于游离漆酶对环境条件十分敏感，且游离漆酶参与反应后不能回收，难以实现重复利用，限制其在实际中的应用。因此常采用固定化技术提高漆酶的稳定性和重复使用性。漆酶的固定化不仅使其整体结构完整，催化活性得以较好保留，而且可提高它在处理污水过程中的酸碱稳定性、温度稳定性和重复使用性，所以漆酶固定化材料的寻找显得尤为重要。

根据最新报道，在无机材料方面，国内外学者使用了比表面积大、孔径可调和无生理毒性的多壁纳米碳管、磁性纳米硅颗粒、介孔分子筛和金属氧化物等作为载体固定化漆酶对工业废水中双酚A和硫化染料等污染物的降解进行了深入探讨。在有机无机材料杂混方面有使用多巴胺包埋磁性SiO₂、SiO₂/壳聚糖和凝胶小球等。

而膜作为一种优良的酶固定化基质，当前有将漆酶固定于聚氨酯纳米纤维酶、聚醚矾膜、静电纺丝纤维膜等上，膜具有孔隙率高、比表面积大、均一性好且制备简单等优点，不仅有利于酶与底物充分接触，能有效提高酶的催化效率，容易从反应体系中分离回收，而且基于膜材料的膜生物反应器对酚类污染物有良好的降解效果，也逐渐成为当前的研究热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种原位固定漆酶超滤膜的制备方法，将制备得到阶梯状化合物base(以下简称TB)，与N-甲基吡咯烷酮(NMP)和漆酶固定化产品Lac/Nac按照一定的比例配成铸膜液，在恒温恒湿条件下刮膜得到原位包埋固定化漆酶的超滤膜。

本发明另一目的在于提供一种含酚废水的处理方法，利用上述制备的原位固定漆酶超滤膜处理降解含酚废水。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供的一种原位固定漆酶超滤膜的制备方法，包括以下步骤：

1)将纳米活性炭Nac与漆酶溶液混合搅拌，离心分离，用缓冲溶液洗涤沉淀至上清液中检测不到酶活性，收集沉淀，即得到固定漆酶产品Lac/Nac；

2)将TB、NMP和Lac/Nac混合，密封搅拌溶解，然后脱泡，即得铸膜液；

3)步骤2)制备的铸膜液在刮膜机中刮膜，然后，在空气中静置进行预蒸发后，然后，25℃±2℃条件下，浸入凝固浴中相转化成膜，膜自行剥离，完全固化后，即原位固定漆酶超滤膜Lac/Nac@TB。

进一步的，步骤1)具体为：将5-10mg直径30nm的纳米活性炭Nac与3-6mL 1052 U/mL的漆酶溶液于25℃条件下混合搅拌10-12h，离心分离，用缓冲溶液洗涤沉淀至上清液中检测不到酶活性，即得到固定漆酶产品Lac/Nac。

所用的缓冲溶液是指pH＝7的柠檬酸－磷酸氢二钠缓冲溶液。

所用Nac为市售，购自阿拉丁试剂。

步骤2)具体为：将TB、NMP和Lac/Nac混合后，密封条件下进行磁力搅拌12-24h，然后，放入真空干燥箱在60℃下脱泡1h，即得铸膜液。