[发明专利]一种离子液体修饰的金属有机框架固定化漆酶去除有机污染物的方法

说明书

本发明提供一种离子液体修饰的金属有机框架固定化漆酶去除有机污染物的方法。首先通过水热法合成金属有机框架，并用羧基功能化的离子液体对金属有机框架进行表面修饰，之后通过N‑(3‑二甲基氨基丙基)‑N'‑乙基碳二亚胺盐酸盐和N‑羟基丁二酰亚胺活化进行漆酶的固定化。此方法制备的固定化漆酶的酶负载量和活力回收率分别高达61.3mg/g和83.3％，同时其稳定性和污染物去除效率都得到了显著提高。该固定化漆酶对常见的有机污染物2,4‑DCP、双酚A、吲哚、蒽等都具有良好的氧化去除能力，在去除污染物方面具有良好的应用价值，有利于固定化漆酶在有机废水处理方面的进一步应用。

技术领域

本发明属于水污染处理技术领域，具体涉及一种采用离子液体修饰的金属有机框架固定化漆酶去除有机污染物的方法。

背景技术

近年来，随着全球经济的加速增长，由于大量的工业废物在没有任何系统管理的情况下被排放到水体中，水污染已成为一个日益受到关注的问题。特别是染料、酚类和多环芳烃(PAHs)的污染，因其毒性、致癌性、诱变性和生物降解性差而受到广泛关注。污水污染物的处理策略主要有理化处理和生物降解处理。物理化学法虽然具有去除效率强的优点，但其能耗大、成本高、二次污染等缺点限制了其进一步的应用。生物降解法被认为是一种有吸引力和有前途的替代方法，用于去除广泛的水污染。

漆酶是一类多铜氧化酶，其优异的氧化降解活性和对多种底物的特异性使其在有机工业废水处理领域显示了良好的应用前景。然而，其操作稳定性低、分离和复用使用困难等因素限制了其得以实际应用。Seyed Mehdi(Bioresour Technol.2020,306,123169)等人使用胺化磁性氧化铁通过戊二醛交联固定漆酶，虽然稳定性有所提升，但是活性回收率仅为27％，Enhui Wu(Chemosphere.2019,233,327-335)等人利用金属有机框架进行吸附和共价方式进行漆酶的固定化，虽然样品的固定化酶具有较高的活力回收率，但是在对2,4-二氯苯酚的去除效率只有87％。发展一种对废水处理效果好、适用性强的固定化漆酶去除有机污染物新技术具有较高的科学研究和潜在应用价值。

发明内容

本发明提供一种离子液体修饰的金属有机框架固定化漆酶复合生物催化剂，以金属有机框架为载体，通过离子液体对金属有机框架进行修饰，在活化剂的作用下将漆酶固定在载体上并将其应用于水中有机污染物的去除中。此方法制备的固定化漆酶的酶负载量和活力回收率分别高达61.3mg/g和83.3％，同时其稳定性、污染物去除效率和重复使用性都得到了显著提高。

本发明采用的技术方案如下：一种离子液体修饰的金属有机框架固定化漆酶去除有机污染物的方法，步骤如下：

(1)水热合成金属有机框架NH₂-MIL-101；

(2)制备羧基功能化离子液体修饰的IL-NH₂-MIL-101；

(3)将步骤(2)得到的羧基功能化离子液体修饰的IL-NH₂-MIL-101进行活化；(4)制备磁性聚乙烯亚胺固定化漆酶：将步骤(3)得到的活化后的离子液体修饰后的金属有机框架加入到漆酶溶液中，所述的漆酶溶液浓度为0.2-0.8mL漆酶溶液/mL，温度为25-50℃，pH为2.5-5.5，振荡1-10小时，进行漆酶固定化反应；得到Lac-IL-NH₂-MIL-101；

(5)将步骤(4)制备得到的固定化漆酶应用于各种有机污染物的去除中。

优选的，所述步骤(4)的漆酶溶液浓度为0.6mL漆酶溶液/mL，温度为30℃，pH为3.0，反应时间为4小时。