固定化hpr催化降解染料废水中的刚果红

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1、固定化HPR催化降解染料废水中的刚果红-农学论文固定化HPR催化降解染料废水中的刚果红王亚丽，马文娇，刘世巍（宁夏师范学院化学与化学工程学院，宁夏固原７５６０００）摘要：研究了以固定化的辣根过氧化酶为催化剂，催化Ｈ２Ｏ２氧化降解刚果红染料，考察了影响刚果红染料降解率的几个重要因素，包括ｐＨ、温度、反应时间、Ｈ２Ｏ２浓度、染料初始浓度等，确定其最佳条件为ｐＨ３．５，固定化酶用量０．５ｇ，Ｈ２Ｏ２浓度１．０ｍｍｏｌ／Ｌ，底物浓度０．１ｍｍｏｌ／Ｌ，反应温度４０℃，反应时间３０ｍｉｎ，降解率达到９１．６％。催化剂重复使用４次后降解产率仍可达到

2、２２.0％，同时采用质谱对降解后的产物进行了分析。关键词：刚果红染料；辣根过氧化物酶；固定化；降解中图分类号：Ｏ６４３．３文献标识码：A文章编号：0439－８114（２０15）18－4441-05DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.18.014ＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆＣｏｎｇｏＲｅｄＤｙｅｉｎＷａｓｔｅｗａｔｅｒＣａｔａｌｙｚｅｄｂｙＩｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄＨｏｒｓｅｒａｄｉｓｈＰｅｒｏｘｉｄａｓｅＷＡＮＧＹａ－ｌｉ，ＭＡＷｅｎ－ｊｉａｏ，ＬＩＵＳｈｉ－ｗｅｉ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒ

3、ｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｅｅｒｉｎｇ，ＮｉｎｇｘｉａＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｙｕａｎ７５６０００，Ｎｉｎｇｘｉａ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄｈｏｒｓｅｒａｄｉｓｈｐｅｒｏｘｉｄａｓｅｗａｓｕｓｅｄａｓｃａｔａｌｙｓｔｏｆｏｘｉｄａｔｉｖｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆＣｏｎｇｏｒｅｄｄｙｅｂｙｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅ．ＳｅｖｅｒａｌｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆＣｏｎｇｏｒｅｄｄｙｅ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｐＨ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕ

4、ｒｅ，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ，Ｈ２Ｏ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｙｅｅｔｃ．ｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｏｂｔａｉｎｅｄｏｐｔｉｍｕｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｐＨ３．５，０．５ｇｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄｅｎｚｙｍｅ，１．０ｍｍｏｌ／ＬＨ２Ｏ２，０．１ｍｍｏｌ／Ｌｓｕｂｓｔｒａｔｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，４０℃ｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄ３０ｍｉｎｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｔｈ

5、ｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｒａｔｅｃｏｕｌｄｒｅａｃｈｔｏ９１．６％．Ａｆｔｅｒｕｓｅｏｆｃａｔａｌｙｓｔｆｏｕｒｔｉｍｅｓ，ｔｈｅｒａｔｅｏｆｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｒａｔｅｃａｎｓｔｉｌｌｒｅａｃｈｔｏ２２．０％．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓｗｅｒｅａｌｓｏａｎａｌｙｚｅｄｂｙｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｏｎｇｏｒｅｄｄｙｅ；ｈｏｒｓｅｒａｄｉｓｈｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ；ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ；ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ收稿日期：２０１４－０９－２４基金项目：宁夏回族自治区自然

6、科学基金资助项目（ＮＺ１３２１０，ＮＺ１３２１６）；宁夏师范学院自然科学基金资助项目（ＮＸＳＦＹＢ１５２８）作者简介：王亚丽（１９８６－），女，甘肃平凉市人，助教，主要从事生物催化的研究，（电话）１５５９５４５８２６９（电子信箱）ｗｙｌ１９８７０１＠１６３．ｃｏｍ。染料废水中含有多种具有生物毒性或导致人体病变的有机物，癌症与环境因子有关，致癌物是有毒的有机物，其中包含部分有机染料，如偶氮类染料，它占全球所用染料的８０％，因其结构中的偶氮基常与一个或多个芳香环系统相连构成一个共轭体系作为染料的发色体，对人体有极不利的影响。据２００４年统计

7、我国每年大约有２×１０３～３×１０３ｔ的染料会直接随着废水排入环境中，而目前我国工业废水的治理率约为８７．４％，治理合格率仅为处理总量的６３％［１］。含有偶氮类染料的工业废水的特点是色度大，组成复杂，难降解，对环境的污染很大，同时因其化学性质较稳定，生物可降解性低，因此偶氮染料废水是公认的难治理的高浓度有机废水［２－５］。刚果红染料是典型的双偶氮染料，分子式为Ｃ３２Ｈ２２Ｎ６Ｎａ２Ｏ６Ｓ２，结构式如图１所示，它可以作为一种酸碱指示剂来使用，当ｐＨ小于３．５时为蓝紫色，当ｐＨ大于５．３时为红色。它也被广泛应用于纺织、造纸和印染等行业［２，

8、３］。目前，国内外常用的处理染料废水的方法有３大类：物理法、化学法和生物法。其中生物法因其处理方法简单易行，二次污染较少而备受关注［６，７］。生物法主要以酶作催化剂，辣根过氧化物酶（ＨｏｒｓｅｒａｄｉｓｈＰ