選用椰子殼活性炭對尿素的催化活性比其他載體固載的脈酶更穩定
選用椰子殼活性炭對尿素的催化活性比其他載體固載的脈酶更穩定。
以海南椰子殼為原材料,氯化鋅作活化劑,采用微波輻射加熱制備了椰殼活性炭。研究了微波功率、輻射時間、浸泡時間和ZnCl2質量分數對活性炭吸附性能與產率的影響。通過正交實驗優化制備條件,在微波功率800W、輻射時間9min、浸泡時間48h、ZnCl2質量分數50%的條件下,所制得的椰殼活性炭樣品碘吸附值為1258.34mg/g,亞甲基藍吸附值為200.00mL/g,產率為32.46%,BET比表面積為1395.46㎡/g,總孔容0.7021cm3/g,孔徑集中分布在4-9nm范圍。
以經過氧化和硅烷化、醛基化接枝改性的椰殼活性炭作為共價固載腮酶的載體。椰殼活性炭用20%的HNO3溶液,在80℃回流條件下經基化反應3h,FTIR表征說明椰殼活性炭表面生成了大量輕基。接著以甲苯為溶劑,在110℃下回流24h進行活性炭的表面硅烷化,以FTIR表征和XPS表征證明了椰殼活性炭的表面發生了硅烷化反應。后將硅烷化后的椰殼活性炭和戊二醛發生反應,通過對醛基化的樣品進行IR分析,說明了戊二醛中的成功的接枝到了活性炭表面。
將脈酶固載在醛基化的椰殼活性炭上,測定固載脈酶和游離脈酶的相對酶活性以及其適反應溫度和適反應pH,發現固載服酶降解尿素的適pH值由游離酶的7.4變為6.8。當選取相對酶活在70%以上的pH值為適宜pH范圍時,游離脈酶的適宜pH范圍是6.7~8.0,而固載脈酶的適宜pH范圍為6.3~8.0。適反應溫度由游離腮酶60℃提高到70℃,當選取相對酶活在70%以上的溫度為適宜溫度范圍時,游離脈酶的適宜溫度范圍是45℃-75℃,而固載脈酶的適宜溫度范圍擴大到42 ℃~80℃。
在填充床中測試了固載脈酶在連續處理尿素廢水工業中的應用,3天內填充床中固載酶工作20h后,椰殼活性炭相對活性依然保持在80%以上,尿素平均降解率達83.27%,催化活性比其它載體固載的脈酶更穩定。
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