论文部分内容阅读
有机官能化周期性介孔有机氧化硅材料(FPMOs,Functionalized periodic mesoporous organosilicas),因其修饰的有机基团具有化学活性,若将其作为催化剂载体材料,通过物理或化学方法将生物催化剂固定于其介孔孔道中,可以提高催化剂的利用率。本论文以三嵌段共聚物P123为模板剂,在酸性条件下通过1,2-三乙氧基硅基乙烷(BTESE)和3-含氧缩水甘油基-丙基-三甲氧基硅烷(GPTMS)的共水解缩聚合成环氧基官能化的周期性介孔有机氧化硅材料FPMOs。分别通过XRD、TEM、固体NMR、N2吸附等手段表征材料的孔结构和修饰效果。以修饰后的FPMOs为载体对漆酶进行固定化,研究载体材料对漆酶的吸附行为,比较固定化漆酶与游离漆酶的性质,最后初步探讨固定化漆酶对水中2,4–二氯苯酚的降解作用。研究结果表明,经过环氧基团的修饰,PMOs材料骨架内的C-Si键未发生断裂,骨架结构保持完整,环氧基以共价键方式与骨架相连,一部分修饰到PMOs表面的环氧基团发生开环反应,形成二醇基团。随着环氧基修饰量的增加,材料比表面积、孔容和孔径都有所下降,其中,当修饰量为10%时,PMOs还能够保持良好的孔结构,表面积为774.6m2·g-1,孔容为0.65cm3·g-1,孔径分布于5.2nm左右。环氧基官能化PMOs对漆酶的吸附符合Freundlich吸附模型,吸附动力学符合准二级动力学模型。当吸附时间大于4h后,环氧基官能化PMOs对漆酶分子的吸附趋于平衡状态。通过准二级动力学模型计算得到的最大吸附量qe等于235.85 mg/g,与实验值基本一致,二级吸附速率常数k2为0.0157 g/mg·h。与游离酶和未经环氧基官能化的固定化酶相比,环氧基官能化PMOs固定化漆酶的最适反应温度提高了10℃,最适pH的范围有所扩大,pH稳定性、热稳定性、操作稳定性和储藏稳定性都有明显提高,米氏常数Km为378.43×10-3 mol/L,略大于游离酶的Km值(326.66×10-3 mol/L);固定化漆酶降解水中2,4–二氯苯酚的效果优于未修饰的PMOs固定化漆酶。总之,环氧基官能化PMOs材料是固定化漆酶的良好载体。