專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜凈化水中多環(huán)芳烴的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水體凈化領(lǐng)域，尤其是關(guān)于多環(huán)芳烴污染水體的凈化領(lǐng)域，具體為一種利用珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜凈化水中多環(huán)芳烴的方法。
背景技術(shù)：
多環(huán)芳經(jīng)(Polycyclicaromatic hydrocarbon,簡(jiǎn)稱(chēng) PAH),是指一類(lèi)含有 2 個(gè)或2個(gè)以上苯環(huán)，以線(xiàn)狀、角狀或簇狀排列的稠環(huán)型化合物，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較高，具有疏水性強(qiáng)、蒸氣壓小、辛醇-水分配系數(shù)高等特點(diǎn)。多環(huán)芳烴是最早發(fā)現(xiàn)且數(shù)量最多的致癌物(目前已現(xiàn)的致癌性多環(huán)芳烴及其衍生物已超過(guò)400種)，而其中的苯并(a)芘(簡(jiǎn)稱(chēng)BaP)的致 癌特性最強(qiáng)，因此它被當(dāng)做環(huán)境受多環(huán)芳烴污染的指標(biāo)。1979年美國(guó)環(huán)保局(EPA)公布了129種優(yōu)先監(jiān)測(cè)污染物，其中有16種多環(huán)芳烴。由于多環(huán)芳烴具有較高的親脂性，它們可長(zhǎng)久存在于環(huán)境中并可通過(guò)生物鏈累積最終進(jìn)入人體，對(duì)人類(lèi)健康和生態(tài)環(huán)境具有很大的潛在危害，已引起各國(guó)環(huán)境科學(xué)家的極大重視。20世紀(jì)50年代以來(lái)，化學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展使人工合成的有機(jī)物種類(lèi)和數(shù)量與日俱增，并隨人類(lèi)的活動(dòng)大量進(jìn)入自然環(huán)境。其中多環(huán)芳烴在環(huán)境中難降解，可遠(yuǎn)距離傳輸，能夠通過(guò)大氣沉降、廢水排放、垃圾淋溶、洪水沖刷和農(nóng)田退水等渠道進(jìn)入地表水體，使得水體受到多環(huán)芳烴污染的形勢(shì)日益嚴(yán)峻。我國(guó)各省市湖泊和河流都受到不同程度地多環(huán)芳烴的污染。研究表明，北京市通州地區(qū)河流水體16種多環(huán)芳烴全年濃度范圍為87 1889ng · I/1 ;長(zhǎng)江武漢段干流、支流和湖泊的水相中多環(huán)芳烴總量的變化范圍為O. 242 6. 235μ g · I/1 ;大遼河水系表層水中多環(huán)芳烴總量濃度分布范圍為946. I 13448. 5ng · L—1 ;河北省境內(nèi)的地表水中16種多環(huán)芳烴的均值為(84. 5±4· 5)ng · Λ最低含量為9. 5ng ·Ι^，最高含量達(dá)到18236. 6ng -L'由于PAHs在水中的溶解度小，存在的濃度低，采用一般的化學(xué)法不僅效率低，而且可能給水生態(tài)環(huán)境造成二次污染；而直接使用生物法也具有周期長(zhǎng)，成本高等缺點(diǎn)。吸附法和萃取法等物理方法可對(duì)低濃度多環(huán)芳烴起到快速濃縮富集并部分處理的作用，但它并未消除污染物，被富集或濃縮的多環(huán)芳烴必須得到進(jìn)一步處理，常需要將物理法作為一種預(yù)處理手段與其他處理方法聯(lián)合使用。因此，如何開(kāi)發(fā)一種快速有效的凈化水中多環(huán)芳烴的方法是環(huán)境工作者急需解決的難題之一。相關(guān)研究表明，利用乳液電紡技術(shù)可制備得到載漆酶的直線(xiàn)狀電紡纖維。該直線(xiàn)狀纖維表面具有多孔結(jié)構(gòu)，且可以將漆酶包埋在多孔纖維中，使其免受外界影響而保持較高的酶活。該直線(xiàn)狀電紡纖維對(duì)水中微量的多環(huán)芳烴具有較好的富集性能，而這種預(yù)先富集對(duì)漆酶催化降解多環(huán)芳烴有較強(qiáng)的促進(jìn)作用，可顯著提高生物酶利用率和表觀(guān)酶活。因此，利用該纖維可以同時(shí)吸附、降解水中的微量多環(huán)芳烴。此外，制備電紡納米纖維所用的高分子聚合物可以選用可生物降解的疏水性高分子材料(如聚乳酸一乙醇酸共聚物)，利用這類(lèi)材料制備得到的電紡纖維對(duì)多環(huán)芳烴具體良好吸附性能；此外，該材料生物相容性良好，可以有效保持酶活性，且在自然界中可逐漸完全降解為二氧化碳和水，并不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，是一種環(huán)境友好材料。但是由于直線(xiàn)狀電紡纖維的載酶量有限，導(dǎo)致其在凈化實(shí)際多環(huán)芳烴污染水體方面的局限性較為明 顯。如果在制備電紡纖維后再采用化學(xué)或者物理方法在纖維表面增加載酶量，不僅操作復(fù)雜增加制備成本，而且漆酶容易受到外界環(huán)境因素干擾而喪失活性。因此，如果能夠制備珠線(xiàn)狀漆酶活性纖維膜，使酶被包埋固定在珠泡中，而珠泡之間由直線(xiàn)狀纖維連接起來(lái)形成珠線(xiàn)狀纖維，那么就既能提高纖維的載酶量，又能保持較高的酶活性。利用該珠線(xiàn)狀漆酶活性纖維膜不僅能可以快速吸附水中的多環(huán)芳烴，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)對(duì)多環(huán)芳烴的高效降解，為水中多環(huán)芳烴的凈化提供了一種有著廣闊實(shí)用前景的新方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜凈化水中多環(huán)芳烴的方法，即利用乳液靜電紡絲技術(shù)制備得到珠線(xiàn)狀載漆酶電紡纖維，直線(xiàn)狀的纖維能夠?qū)λ卸喹h(huán)芳烴進(jìn)行快速地吸附，再由珠泡中包埋的漆酶對(duì)吸附的多環(huán)芳烴進(jìn)行高效地降解，以達(dá)到凈化水中多環(huán)芳烴的目的。該方法所采用的珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜制作設(shè)備、流程簡(jiǎn)單，成本低廉，易于回收利用，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染；且方法高效簡(jiǎn)便，實(shí)用前景廣闊。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明提供的一種利用珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜凈化水中多環(huán)芳烴的方法是以具有可生物降解性的疏水性高分子量聚乳酸一乙醇酸為電紡原材料，通過(guò)電紡聚乳酸一乙醇酸/聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物F108/ 二氯甲烷溶液和漆酶水溶液混合形成的乳液，得到由直線(xiàn)狀纖維連接包埋漆酶的珠泡形成的珠線(xiàn)狀漆酶活性纖維膜，然后將該膜交聯(lián)后用于吸附去除、降解水中的多環(huán)芳烴。該凈化水中多環(huán)芳烴的方法包括兩個(gè)步驟珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜的制備及利用其凈化水中的多環(huán)芳烴。其中珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜的制備步驟包括I)將分子量為10萬(wàn)的聚乳酸一乙醇酸顆粒溶于二氯甲烷中，同時(shí)加入嵌段共聚物作為乳化劑，均勻混合后攪拌3小時(shí)得到共聚物混合凝膠；2)將雜色云芝漆酶溶于pH值為3. 5的磷酸鹽緩沖溶液中，震蕩搖勻至全部溶解，配成濃度為20毫克/毫升的漆酶溶液；3)取I. 5毫升步驟2)中所得漆酶溶液或者經(jīng)過(guò)熒光素異硫氰酸酯標(biāo)記的濃度為20毫克/毫升的漆酶溶液加入共聚物混合凝膠中，在旋渦混合器上混合30分鐘直至形成均質(zhì)乳液；4)將步驟3)中所得乳液引入到高壓靜電紡絲裝置中，調(diào)節(jié)各參數(shù)以獲得穩(wěn)定連續(xù)的噴射，紡絲全程中均用紅外燈照射，以使二氯甲烷完全揮發(fā)；5)在接收板的鋁箔上收集珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜，2 3小時(shí)后待纖維膜厚度達(dá)到O. 7 I. 2毫米，停止紡絲；6)將所得珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜剪成I. 5X1. 5厘米小方塊，將其暴露于戊二醛水溶液飽和蒸氣中，在30°C條件下交聯(lián)30分鐘；7)取出交聯(lián)后的珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜以pH值為3. 5的磷酸緩沖溶液反復(fù)沖洗，直至淋洗液中沒(méi)有游離酶，并將其儲(chǔ)存在4°C下備用；
利用珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜凈化水中的多環(huán)芳烴步驟包括a)稱(chēng)取一片珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜加入到50毫升濃度為10微克/升的多環(huán)芳烴溶液中(pH = 5)；b)將步驟a)中混合體系在25°C、150轉(zhuǎn)/分鐘的條件下振蕩反應(yīng)24小時(shí)后，取水樣并用高效液相色譜(DIONEX U3000，美國(guó))對(duì)溶液中的多環(huán)芳烴含量進(jìn)行測(cè)定分析，計(jì)算珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜對(duì)水中多環(huán)芳烴的去除率，同時(shí)取出珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜，并用50毫升乙腈洗脫，測(cè)定洗脫液中多環(huán)芳烴的含量，計(jì)算珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜對(duì)水中多環(huán)芳烴的降解率。本發(fā)明方法中，其中珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜的制備步驟I)中所述的嵌段共聚物為聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物F108，其分子式為PE0132-PP050-PE0132，分子量為15500克/摩爾。 本發(fā)明方法中，其中珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜的制備步驟I)中聚乳酸一乙醇酸質(zhì)量濃度為10%，加入的嵌段共聚物F108的用量為聚乳酸一乙醇酸質(zhì)量的10%。本發(fā)明方法中，其中利用珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜凈化水中的多環(huán)芳烴步驟a)中所加入的一片珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜質(zhì)量為35 40毫克。本發(fā)明方法中，其中利用珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜凈化水中的多環(huán)芳烴步驟a)中所述的多環(huán)芳烴溶液為萘、菲、蒽、屈和苯并[a]芘溶液。本發(fā)明方法中，其中利用珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜凈化水中的多環(huán)芳烴步驟b)中，多環(huán)芳烴的去除率(％)=(溶液中加入的多環(huán)芳烴總量-溶液中剩余多環(huán)芳烴的量)/溶液中加入的多環(huán)芳烴總量X 100%，多環(huán)芳烴的降解率)=(溶液中加入的多環(huán)芳烴總量-溶液中剩余多環(huán)芳烴的量-洗脫液中多環(huán)芳烴的量)/溶液中加入的多環(huán)芳烴總量 X100%o本發(fā)明提供的利用珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜凈化水中多環(huán)芳烴的方法具有如下優(yōu)點(diǎn)I.該方法所采用的電紡原料聚乳酸一乙醇酸的生物相容性好，可以有效保護(hù)酶活性，且用于環(huán)境污染物凈化領(lǐng)域不會(huì)引入二次污染。2.珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜制備裝置、過(guò)程簡(jiǎn)單，條件溫和，成本低廉。3.珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜的載酶量大，酶活保持率高，且穩(wěn)定性好，可降低經(jīng)濟(jì)成本。4.珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜具有吸附性能強(qiáng)、機(jī)械性能較好、易于回收利用等優(yōu)點(diǎn)。5.利用珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜凈化水中多環(huán)芳烴的方法操作簡(jiǎn)單，高效省時(shí)，特別利于快速安置。


圖I為珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜在不同放大倍數(shù)下的掃描電子顯微鏡圖像；其中，圖Ia)為珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜放大300倍掃描電子顯微鏡圖像；圖Ib)為珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜放大10000倍掃描電子顯微鏡圖像；圖2為珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜的激光共聚焦圖像；
圖3為珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜對(duì)5種不同多環(huán)芳烴的降解率和去除率。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的一種利用珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜凈化水中多環(huán)芳烴的方法包括兩個(gè)步驟珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜的制備及利用其凈化水中的多環(huán)芳烴。其中珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜的制備步驟包括I)將分子量為10萬(wàn)的聚乳酸一乙醇酸顆粒溶于二氯甲烷中，同時(shí)加入嵌段共聚物作為乳化劑，均勻混合后攪拌3小時(shí)得到共聚物混合凝膠；2)將雜色云芝漆酶溶于pH值為3. 5的磷酸鹽緩沖溶液中，震蕩搖勻至全部溶解，配成濃度為20毫克/毫升的漆酶溶液；
3)取I. 5毫升步驟2)中所得漆酶溶液或者經(jīng)過(guò)熒光素異硫氰酸酯標(biāo)記的濃度為20毫克/毫升的漆酶溶液加入共聚物混合凝膠中，在旋渦混合器上混合30分鐘直至形成均質(zhì)乳液；4)將步驟3)中所得乳液引入到高壓靜電紡絲裝置中，調(diào)節(jié)各參數(shù)以獲得穩(wěn)定連續(xù)的噴射，紡絲全程中均用紅外燈照射，以使二氯甲烷完全揮發(fā)；5)在接收板的鋁箔上收集珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜，2 3小時(shí)后待纖維膜厚度達(dá)到O. 7 I. 2毫米，停止紡絲；6)將所得珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜剪成I. 5 X I. 5厘米小方塊，將其暴露于戊二醛水溶液飽和蒸氣中，在30°C條件下交聯(lián)30分鐘；7)取出交聯(lián)后的珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜以pH值為3. 5的磷酸緩沖溶液反復(fù)沖洗，直至淋洗液中沒(méi)有游離酶，并將其儲(chǔ)存在4°C下備用；利用珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜凈化水中的多環(huán)芳烴步驟包括a)稱(chēng)取一片珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜加入到50毫升濃度為10微克/升的5種不同多環(huán)芳烴溶液中(PH = 5)；b)將步驟a)中混合體系在25°C、150轉(zhuǎn)/分鐘的條件下振蕩反應(yīng)24小時(shí)后，取水樣并用高效液相色譜(DIONEX U3000，美國(guó))對(duì)溶液中的多環(huán)芳烴含量進(jìn)行測(cè)定分析，計(jì)算珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜對(duì)水中多環(huán)芳烴的去除率，同時(shí)取出珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜，并用50毫升乙腈洗脫，測(cè)定洗脫液中多環(huán)芳烴的含量，計(jì)算珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜對(duì)水中多環(huán)芳烴的降解率。本發(fā)明方法中，其中珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜的制備步驟I)中所述的嵌段共聚物為聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物F108，其分子式為PE0132-PP050-PE0132，分子量為15500克/摩爾。本發(fā)明方法中，其中珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜的制備步驟I)中聚乳酸一乙醇酸質(zhì)量濃度為10%，加入的嵌段共聚物F108的用量為聚乳酸一乙醇酸質(zhì)量的10%。本發(fā)明方法中，所使用的高壓靜電紡絲裝置為本領(lǐng)域公知的高壓靜電紡絲裝置，其通常由高壓直流電源、噴絲頭和接收裝置構(gòu)成，所用部件如高壓直流電源、注射器噴絲頭和金屬板等都可以通過(guò)相應(yīng)設(shè)備供應(yīng)商獲得。本發(fā)明方法中，其中利用珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜凈化水中的多環(huán)芳烴步驟a)中所加入的一片珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜質(zhì)量為35 40毫克。
本發(fā)明方法中，所使用的5種多環(huán)芳烴萘、菲、蒽、屈和苯并[a]芘，均可以通過(guò)試劑供應(yīng)商獲得。本發(fā)明方法中，其中利用珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜凈化水中的多環(huán)芳烴步驟b)中，多環(huán)芳烴的去除率(％)=(溶液中加入的多環(huán)芳烴總量-溶液中剩余多環(huán)芳烴的量)/溶液中加入的多環(huán)芳烴總量X 100%，多環(huán)芳烴的降解率)=(溶液中加入的多環(huán)芳烴總量-溶液中剩余多環(huán)芳烴的量-洗脫液中多環(huán)芳烴的量)/溶液中加入的多環(huán)芳烴總量 X100%o實(shí)施例I2克聚乳酸一乙醇酸溶解于20克二氯甲烷中，再加入O. 2克嵌段共聚物表面活性劑R)18，均勻混合后攪拌3小時(shí)得到混合凝膠。稱(chēng)取20毫克雜色云芝漆酶溶于I毫升pH值為3. 5的磷酸鹽緩沖溶液中，震蕩搖勻至全部溶解。取I. 5毫升上述漆酶溶液或者經(jīng)過(guò)熒光素異硫氰酸酯標(biāo)記的濃度為20毫克/毫升的漆酶溶液加入共聚物混合凝膠中，在旋渦混合器上混合30分鐘直至形成均質(zhì)乳液。然后將乳液引入到高壓靜電紡絲裝置中，調(diào)節(jié)高 壓電源電壓為10千伏，接收距離為15厘米，獲得穩(wěn)定連續(xù)的噴射流，并在覆蓋有鋁箔紙的接收板上收集珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜。紡絲全程中均用紅外燈照射，以使二氯甲烷完全揮發(fā)。2 3小時(shí)后待纖維膜厚度達(dá)到0.7 1.2毫米，停止紡絲。將珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜在場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM S-4800場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡，日立公司)下觀(guān)察，發(fā)現(xiàn)直徑為幾微米的珠泡由直徑為幾十到幾百納米的直線(xiàn)狀纖維連接呈現(xiàn)出珠線(xiàn)狀結(jié)構(gòu)，珠泡表面呈多孔結(jié)構(gòu)且有很多褶皺，而直線(xiàn)狀纖維表面光滑。在激光共聚焦掃描顯微鏡(LSM510激光共聚焦掃描顯微鏡，德國(guó)蔡司)下觀(guān)察漆酶在纖維中的分布，發(fā)現(xiàn)纖維上的多數(shù)珠泡內(nèi)部發(fā)出綠色熒光，少數(shù)纖維中也呈現(xiàn)出綠色熒光。這表明大多數(shù)漆酶被包埋在珠泡里，也有小部分被包埋在纖維中。將所得珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜剪成I. 5X1. 5厘米小方塊，并暴露于戊二醛水溶液飽和蒸氣中，在30°C條件下交聯(lián)30分鐘；然后取出交聯(lián)后的纖維膜以PH值為3. 5的磷酸緩沖溶液反復(fù)沖洗，直至淋洗液中沒(méi)有游離酶，并將其儲(chǔ)存在4°C下備用；稱(chēng)取一片質(zhì)量約為35 40毫克的珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜加入到50毫升濃度為10微克/升的萘溶液中(pH = 5);然后將該混合體系在25°C、150轉(zhuǎn)/分鐘的條件下振蕩反應(yīng)24小時(shí)，取水樣并用高效液相色譜(DIONEX U3000，美國(guó))對(duì)溶液中的萘含量進(jìn)行測(cè)定分析，計(jì)算出珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜對(duì)水中萘的去除率為96. 3%，同時(shí)取出珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜，并用50毫升乙腈洗脫，測(cè)定洗脫液中萘的含量，計(jì)算出珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜對(duì)水中萘的降解率為85. I %。實(shí)施例2珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜的制備步驟同實(shí)施例I。稱(chēng)取一片質(zhì)量約為35 40毫克的珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜加入到50毫升濃度為10微克/升的菲溶液中(pH = 5);然后將該混合體系在25°C、150轉(zhuǎn)/分鐘的條件下振蕩反應(yīng)24小時(shí)，取水樣并用高效液相色譜(DIONEX U3000，美國(guó))對(duì)溶液中的菲含量進(jìn)行測(cè)定分析，計(jì)算出珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜對(duì)水中菲的去除率為97. 8%，同時(shí)取出珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜，并用50毫升乙腈洗脫，測(cè)定洗脫液中菲的含量，計(jì)算出珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜對(duì)水中菲的降解率為81. 7%。
實(shí)施例3珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜的制備步驟同實(shí)施例I。稱(chēng)取一片質(zhì)量約為35 40毫克的珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜加入到50毫升濃度為10微克/升的蒽溶液中(pH = 5);然后將該混合體系在25°C、150轉(zhuǎn)/分鐘的條件下振蕩反應(yīng)24小時(shí)，取水樣并用高效液相色譜(DIONEX U3000，美國(guó))對(duì)溶液中的蒽含量進(jìn)行測(cè)定分析，計(jì)算出珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜對(duì)水中蒽的去除率為92. 5%，同時(shí)取出珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜，并用50毫升乙腈洗脫，測(cè)定洗脫液中蒽的含量，計(jì)算出珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜對(duì)水中蒽的降解率為78. 9%。實(shí)施例4珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜的制備步驟同實(shí)施例I。稱(chēng)取一片質(zhì)量約為35 40毫克的珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜加入到50毫升濃度 為10微克/升的屈溶液中(pH = 5);然后將該混合體系在25°C、150轉(zhuǎn)/分鐘的條件下振蕩反應(yīng)24小時(shí)，取水樣并用高效液相色譜(DIONEX U3000，美國(guó))對(duì)溶液中的屈含量進(jìn)行測(cè)定分析，計(jì)算出珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜對(duì)水中屈的去除率為99. 7%，同時(shí)取出珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜，并用50毫升乙腈洗脫，測(cè)定洗脫液中屈的含量，計(jì)算出珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜對(duì)水中屈的降解率為72.8%。實(shí)施例5珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜的制備步驟同實(shí)施例I。稱(chēng)取一片質(zhì)量約為35 40毫克的珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜加入到50毫升濃度為10微克/升的苯并[a]芘溶液中(pH = 5);然后將該混合體系在25°C、150轉(zhuǎn)/分鐘的條件下振蕩反應(yīng)24小時(shí)，取水樣并用高效液相色譜(DIONEX U3000，美國(guó))對(duì)溶液中的苯并[a]芘含量進(jìn)行測(cè)定分析，計(jì)算出珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜對(duì)水中苯并[a]芘的去除率為99. 6%，同時(shí)取出珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜，并用50毫升乙腈洗脫，測(cè)定洗脫液中苯并[a]芘的含量，計(jì)算出珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜對(duì)水中苯并[a]芘的降解率為70. I %。
權(quán)利要求
1.一種利用珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜凈化水中多環(huán)芳烴的方法包括兩個(gè)步驟珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜的制備及利用其凈化水中的多環(huán)芳烴； 其中珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜的制備步驟包括 1)將分子量為10萬(wàn)的聚乳酸一乙醇酸顆粒溶于二氯甲烷中，同時(shí)加入嵌段共聚物F108作為乳化劑，均勻混合后攪拌3小時(shí)得到共聚物混合凝膠； 2)將雜色云芝漆酶溶于pH值為3.5的磷酸鹽緩沖溶液中，震蕩搖勻至全部溶解，配成濃度為20毫克/毫升的漆酶溶液； 3)取I.5毫升步驟2)中所得漆酶溶液或者經(jīng)過(guò)熒光素異硫氰酸酯標(biāo)記的濃度為20毫克/毫升的漆酶溶液加入共聚物混合凝膠中，在旋渦混合器上混合30分鐘直至形成均質(zhì)乳液； 4)將步驟3)中所得乳液引入到高壓靜電紡絲裝置中，調(diào)節(jié)各參數(shù)以獲得穩(wěn)定連續(xù)的噴射，紡絲全程中均用紅外燈照射，以使二氯甲烷完全揮發(fā)； 5)在接收板的鋁箔上收集珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜，2 3小時(shí)后待纖維膜厚度達(dá)到O. 7 I. 2毫米，停止紡絲； 6)將所得珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜剪成I.5 X I. 5厘米小方塊，將其暴露于戊二醛水溶液飽和蒸氣中，在30°C條件下交聯(lián)30分鐘； 7)取出交聯(lián)后的珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜以pH值為3.5的磷酸緩沖溶液反復(fù)沖洗，直至淋洗液中沒(méi)有游離酶，并將其儲(chǔ)存在4°C下備用； 利用珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜凈化水中的多環(huán)芳烴步驟包括 a)稱(chēng)取一片珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜加入到50毫升濃度為10微克/升的5種不同多環(huán)芳烴溶液中(pH = 5)； b)將步驟a)中混合體系在25°C、150轉(zhuǎn)/分鐘的條件下振蕩反應(yīng)24小時(shí)后，取水樣并用高效液相色譜(DIONEX U3000，美國(guó))對(duì)溶液中的多環(huán)芳烴含量進(jìn)行測(cè)定分析，計(jì)算珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜對(duì)水中多環(huán)芳烴的去除率，同時(shí)取出珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜，并用50毫升乙腈洗脫，測(cè)定洗脫液中多環(huán)芳烴的含量，計(jì)算珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜對(duì)水中多環(huán)芳烴的降解率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的一種利用珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜凈化水中多環(huán)芳烴的方法，其特征在于珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜的制備步驟I)中聚乳酸一乙醇酸質(zhì)量濃度為10%，加入的嵌段共聚物F108的用量為聚乳酸一乙醇酸質(zhì)量的10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜凈化水中多環(huán)芳烴的方法，其特征在于利用珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜凈化水中的多環(huán)芳烴步驟a)中所加入的一片珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜質(zhì)量為35 40毫克。
全文摘要
本發(fā)明屬于水體凈化領(lǐng)域，具體為一種利用珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜凈化水中多環(huán)芳烴的方法。該方法包括兩個(gè)步驟珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜的制備及利用其凈化水中的多環(huán)芳烴。具體是利用乳液靜電紡絲技術(shù)制備得到珠線(xiàn)狀載漆酶電紡纖維，直線(xiàn)狀的纖維能夠?qū)λ械亩喹h(huán)芳烴進(jìn)行快速地吸附，再由珠泡中包埋的漆酶對(duì)吸附的多環(huán)芳烴進(jìn)行高效地降解，以達(dá)到凈化水中多環(huán)芳烴的目的。本發(fā)明提供了一種高效的凈化水中多環(huán)芳烴的方法，該方法對(duì)水中低環(huán)和高環(huán)的多環(huán)芳烴均有較好的凈化效果，去除率能達(dá)到92％以上，降解率達(dá)到70％以上，且珠線(xiàn)狀生物酶活性纖維膜的制備裝置、過(guò)程簡(jiǎn)單，成本低廉，易于回收利用。
文檔編號(hào)B01J20/28GK102701430SQ20121017359
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者代云容, 徐江捷, 殷立峰, 牛軍峰, 胥嘉瑞 申請(qǐng)人:北京師范大學(xué)