漆酶降解2,4-二氯酚的研究_开题报告

一、文献综述

生物催化剂的特点是效能高、选择性高、条件较为温和等，而酶作为其中的一种，同样也具备以上特点，在众多酶中，环保的漆酶占据了重要的地位。

漆酶(Laccases)是一种含铜的多酚氧化酶，与植物中的抗坏血酸氧化酶，哺乳动物的血浆铜蓝蛋白同属蓝色多铜氧化家族。漆酶分布比较广泛，在真菌的分泌物，少量细菌，某些昆虫和高等植物中均能发现其踪迹。漆酶作为生物催化剂，还具有强大的氧化还原能力，其中木质素能被真菌漆酶催化降解，并且能把其中的有毒化合物去除，还可以使真菌的色素合成加快。因此真菌中的漆酶在环境保护，生物监测，造纸染料食品工业等领域都有广泛的潜在作用。

漆酶的成份首次(1883年)被发现是在生漆液成份中的，1898年漆酶概念提出与应用[2]，发现真菌漆酶[3]，确立含铜蛋白质和铜活性中心地位[4]，到1997年第一种工业微生物漆酶制剂的应用及对漆酶分离纯化[5]，晶体结构[6]等的研究，已过去有一百多年的历史，并一直到现在经久不衰。漆酶几乎涉及到化学、医疗、分析、生物、食品和环保等各个领域[2]。

氯酚类化合物在工业生产中有着广泛的应用，比如木材防腐，金属防锈，杀虫剂，除草剂，灭菌剂成分，还有造纸，纺织染料工业等。而氯酚类化合物有酚臭。易燃。溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯和四氯化碳，微溶于水。其对生物组织蛋白质的变性能力十分强大，可以对皮肤粘膜，呼吸系统均能产生刺激性作用，还具有较强的腐蚀性，能引起烧伤效果。

氯酚类化合物的毒性是随着其氯化程度的增加而不断增大的，由于芳环和氯代原子的存在，氯酚极其不容易被降解[7]，在工业生产过程中，含有氯酚类化合物的废物废水排放被随意排放，这就成了严重的污染源。所以研究氯酚类物质的去除方法刻不容缓，目前主要的处理方法有吸附法、萃取法、混凝法、超声化学法、化学氧化法、光化学氧化法、氢解技术、辐解技术等[8]。而本实验是利用漆酶,选择最优条件来生物降解氯酚类物质。

碳纳米管（CNTs）是一种一维纳米材料，重量轻，六边形结构，具有许多异常的电学性能、力学性能和化学性能，是最具代表性的纳米材料之一。随着碳纳米管及纳米材料的研究,其诸多的应用前景也不断地展现在我们面前。碳纳米管中碳原子以sp2杂化为主，同时六角型网格结构存在一定程度的弯曲，形成空间拓扑结构，其中可形成一定的sp3杂化键，即形成的化学键同时具有sp2和sp3 混合杂化状态[9]，而这些p轨道彼此交叠在碳纳米管石墨烯片层外形成高度离域化的大π键，碳纳米管外表面的大π键是碳纳米管与一些具有共轭性能的大分子以非共价键复合的化学基础。

碳纳米管有多孔和空心的结构，较大的比表面积使其还具有强大的吸附能力。同时碳纳米管和各种污染物之间还存在着不同的分子间作用力，所以在水中可以表现出优异的吸附无机有机污染物的能力。另外碳纳米管更多的投入到了使用中，使其生产量不断增加，渐渐人们也意识到其对环境保护的意义，从而应用越来越广泛。

碳纳米管不仅对氯酚类污染物有良好的吸附性能，还会影响污水中氯酚类污染物的转化、迁移过程和生物效能[10]，这一特点属于碳纳米管的电学性质，其能加快漆酶降解氯酚类化合物的反应速率，在相同的时间里使氯酚类化合物在水溶液中被漆酶降解的量增加。

氯酚类化合物在水溶液中容易游离出氯自由基，进而形成氯酚的多聚体，不仅使其更加难以降解，而且毒性也会随着增加。自由基捕获剂能够和化学反应过程中产生的不能够长时间稳定存在的活性自由基作用形成可长时间稳定存在的自由基或稳定分子的物质。若加入自由基捕获剂，阻止氯自由基形成，即阻止氯酚多聚体的形成，便可增加其降解率，而使本实验使用的自由基捕获剂是甲醇。

在下文中本实验用漆酶降解氯酚类化合物的同时，还加入了碳纳米管和自由基捕获剂作为条件优化。碳纳米管用以吸附，使电子交换速度增加，降解率随着增加，另外选择甲醇为自由基捕获剂，防止氯酚形成多聚体，两种物质辅助漆酶，大大增加了氯酚类化合物在pH5的醋酸缓冲溶液中的清除率。因此加入碳纳米管和自由基捕获剂，为漆酶降解污水中的氯酚污染物提供了基础研究。

二、^范文提纲

1、前言

2、实验部分

2.1材料.试剂

2.2仪器材料2.3  2,4-二氯酚降解反应进程的研究

2.4漆酶对2-氯酚，2,4-二氯酚和五氯酚降解的研究2,4,1制备空白对照

2.4.2加入碳纳米管对2,4-二氯酚去除的影响2.4.3甲醇对2,4-二氯酚降解的影响

2.5降解高浓度2,4-二氯酚

2.6游离酶和固定化酶对2,4-二氯酚降解的影响

2.6.1空白壳聚糖微球制备

2.6.2碳纳米管/壳聚糖微球载酶的制备2.6.3壳聚糖球载酶

2.6.4与2,4-二氯酚反应

2.6.5清洗残留2,4-二氯酚

3、结果与分析3.1 2,4-二氯酚的标准曲线

3.2 2,4-二氯酚反应进程的分析3.3漆酶对2-氯酚，2,4-二氯酚和五氯酚降解的分析

3.3.1碳纳米管加入量对2,4-二氯酚降解影响的分析3.3.2加入甲醇溶液对2,4-二氯酚降解影响的分析

3.4漆酶对高浓度2,4-二氯酚降解的分析3.5固定化漆酶后的分析3.5.1固定化酶与2,4-二氯酚反应

结论参考文献

致 谢

                    

三、参考文献

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