微波_超声波促进固载辣根过氧化物酶降解苯酚特性

这篇由宝鸡文理学院化学化工学院的研究学者完成，讨论微波-超声波促进固载辣根过氧化物酶降解苯酚特性的论文，发表在重要期刊《精细化工》上。

以水热法合成的层状氢氧化氨基苯甲酸锌为载体，对辣根过氧化物酶( Horseradish peroxidase，HＲP) 进行了固定化。在微波－超声波联合处理工艺条件下研究了固载酶对苯酚废水的催化降解特性。通过紫外分析、Lineweaver-Burk 双倒数作图、液相色谱等方法测定了固载酶催化活性、动力学常数，比较了不同条件下固定化 HＲP 的苯酚降解率和储存稳定性。结果表明，在 60 mmol /L 苯酚溶液中，微波－超声波辐照条件下，固载酶对其降解率为74. 4% ，提高 43. 6%。微波－超声波辐照通过加速分解YZ剂的方式提高固载酶的活性，增加降解率，这种促进作用随着苯酚浓度增加而加强。连续使用 7 次后，辐照组的降解率依然为对照组的 5. 06 倍。

图1/3↑

图2/3↑

图3/3↑

结论

( 1) 微波－超声波联合处理有利于促进固载 HＲP 降解苯酚。在微波－超声波诱导下，固载 HＲP 对60 mmol /L 苯酚溶液的降解率为 74. 4%，效率提高43. 6%。同等条件下，游离 HＲP 的降解率仅为32. 1%。( 2) 降解反应动力学表明，催化过程产生的惰性中间体与聚合物沉淀作为非竞争性YZ剂与酶结合而YZ其催化活性，微波－超声波辐照则能够加 速破坏、分解反应过程中产生的YZ剂，增大固载酶催化活性。随着苯酚浓度增加，其对固载酶催化活性影响越显著。因此，在高浓度的酚类废水中，微波－超声波的辐照对于维持固载酶的催化活性，提高降解率方面具有积极作用。( 3) 微波－超声波辐照能够增加固载酶的重复利用性，连续使用 7 次之后，辐照组固载酶对苯酚催化降解率为 24. 6%，是对照组的 5. 06 倍。这对于拓展固载酶在酚类废水治理中的实际应用有一定帮助。

在三口瓶中，依次加入 91. 6 mL 磷酸盐缓冲液( 0. 2 mol /L，pH = 7. 0) 、7. 5 mL苯酚液( 0. 8 mol /L)。开启微波超声组合仪，调节微波功率550 W，加热反应体系温度达到75 ℃。随后降低功率至100 W，通过控制冷却水的流量来维持反应体系温度保持在 75 ℃，同时调节超声波使反应体系超声功率密度为5 W /cm2。然后取一定量上述固载酶加入上述反应体系，200 r /min 搅拌下充分混匀，快速加入 0. 4 mL过氧化氢溶液 ( 0. 3 mol /L)，待充分反应后取接收瓶中清液经微孔滤膜过滤后测定残留苯酚浓度。