申请日2018.09.03
公开(公告)日2018.12.18
IPC分类号B01D67/00; B01D69/14; B01D69/02; B01D61/14; C02F3/34; C02F101/34
摘要
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%。
权利要求书
1.一种原位固定漆酶超滤膜的制备方法，其特征在于，所述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。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)具体为：将5-10mg直径30nm的纳米活性炭Nac与3-6mL 1052U/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。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，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。
4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，步骤2)所述TB、NMP和Lac/Nac质量比的1.5：8.5：0.8。
5.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中刮膜条件为：温度为25±2℃，相对湿度为30±2%。
6.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，步骤3)刮膜过程中，控制刮刀与玻璃板之间的距离10-20μm。
7.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，骤3)中所述凝固浴是指水。
8.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中制得的膜用去离子水清洗或浸泡后，置于纯水中保存，先每1小时更换1次纯水，换水3次，然后每隔8小时更换1次，换水3次。
9.一种含酚废水的处理方法，其特征在于，利用权利要求1-8任一项所述方法制备的原位固定漆酶超滤膜处理处理含酚废水。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法为：取Lac/Nac@TB置于含酚废水中，搅拌反应，即可。
说明书
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
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。
步骤2)所述TB、NMP和Lac/Nac质量比的1.5：8.5：0.8。
所述TB的制备方法参照M.Carta,R.Malpass-Evans,M.Croad,et al.,Thesynthesis of microporous polymers using Troger's base formation,Polym.Chem.5(2014)5267–5272公开的方法制备
步骤3)中刮膜条件为：温度为25±2℃，相对湿度为30±2%。
步骤3)刮膜过程中，控制刮刀与玻璃板之间的距离10-20μm。
进一步的，步骤3)中所述凝固浴是指水。
进一步的，步骤3)中制得的膜用去离子水清洗或浸泡后，置于纯水中保存，先每1小时更换1次纯水，换水3次，然后每隔8小时更换1次，换水3次;进一步彻底去除有机溶剂。
本发明提供的一种含酚废水 的处理方法，利用上述制备的原位固定漆酶超滤膜处理处理含酚废水，具体方法为：
取Lac/Nac@TB置于含酚废水中，搅拌反应，即可。
本发明利用原位固定漆酶超滤膜处理处理含酚废水，降解率达78.4～81.5%。
与现有技术相比，本发明提供一种新型的漆酶原位固定化方法，向有机基体
