漆酶催化中心含有4个铜离子[4](见图1-1),这四个铜离子有3种不同的功能,第一种(绿铜):催化电子传递;第二种:激活氧分子;第三种(铜二聚物):获取氧分子。其中第一种铜离子对漆酶的催化能力起关键作用[5]。根据磁学和光谱性质可将漆酶中的铜离子分为三类:Ⅰ型Cu2+(Type 1 Cu,简称T1Cu)和Ⅱ型Cu2+(Type 2 Cu,简称T2Cu)各一个,是单电子受体,呈顺磁性,可以用核磁共振(ESR)控测;Ⅲ型Cu2+(Type 3 Cu,简称T3Cu)两个,这对铜离子以氢氧化物为桥结合在一起,Cu2+-Cu2+共价体产生强烈的反磁性,检测不出ESR光谱信号。Ⅰ型Cu2+又称蓝色Cu2+,与Cys的S配位结合形成的共价键Cu-SCys,在600nm处有强的吸收值,使酶分子呈蓝色;Ⅱ型Cu2+非蓝色,没有特征吸收峰;Ⅲ型Cu2+-Cu2+共价体,在波长300nm处有宽的吸收峰[6-7]。
图1-1 漆酶结构图示
1.1.4 漆酶酶活的影响因素
漆酶活性受到反应温度、共存化合物和pH值等因素影响。
对于大多数白腐菌而言,其最佳的生存条件就是在室温下,因此,要获得漆酶的高产量,温度必须控制在室温的范围内。另外,漆酶属于多铜蛋白质,因此高温高压等极端条件会使其变性而失去活性。
一般来说,任何一种酶都有自己最适宜的pH值范围,因为酶的活性部分一般含有重要的酸性或碱性基团。这些基团随着pH值的变化可以处于不同的离解状态。pH值对酶活性的影响主要有以下几个方面:(1)酸或碱使酶的空间结构改变,引起酶的活性丧失;(2)酸或碱影响酶活性部分的离解状态,使得底物不能被分解;(3)酸或碱破坏了底物的离解状态,使底物无法和酶结合[8].
1.2 漆酶的固定化论文网
1.2.1 漆酶的固定化在国内外研究的历史和现状
1.2.2 漆酶的固定化方法
1.2.3 漆酶催化氧化反应机理
1.3 印染废水的处理
1.3.1 漆酶对染料的脱色研究
据最新资料统计,我国每年印染废水排放量占总工业废水排放量的35%,己成为危害最大的难以治理的重要污染源[15]。印染废水中常残留一定量的染料,这些染料的存在不仅增加了水的色度而且许多具有毒性、难以分解,增加了水处埋负担。漆酶作用底物范围厂,对酚类、胺类等有毒物质具有降解作用,而酚类和苯胺类化合物是制造染料的重要原料,因此理论上可用漆酶来进行废水中染料的脱色及降解。
1.3.2 印染废水的处理方法
目前针对印染废水的处理方法可分为物理法、化学法、生物法以及这三种方法的组合[16]。
a. 物理法
吸附法:吸附法是物理法中应用最多的一种。该方法是将吸附剂与废水混合,使废水中的污染物质被吸附除去。常用的吸附剂包括可再生吸附剂(如活性炭、离子交换树脂或纤维等)和不可再生吸附剂如工业废料(煤渣、粉煤灰)、天然矿物(膨润土、硅藻土)、天然废料(木屑、铁屑)。李欣珏[17]用煤质炭、椰壳炭和竹炭对印染废水的生化出水进行对比研究,结果表明,三种活性炭对有机物去除效果由好至差依次为:煤质炭>椰壳炭>竹炭。郑帅[18]利用高氨基多孔壳聚糖树脂对活性翠兰21、活性艳蓝19和酸性橙Ⅱ阴离子染料进行吸附研究,结果表明,高氨基多孔壳聚糖树脂对活性艳蓝19和酸性橙Ⅱ的吸附速率要远大于对活性翠兰21的吸附速率。
膜分离法:膜分离法是指使液体通过一种特殊的、具有选择透过性的膜,进而起到浓缩和分离纯化的作用。目前用于印染废水处理的膜分离技术主要包括反渗透(RO)、超滤(UF)、纳滤(NF)等。早在20世纪70年代,美国J.J.Porer和C.A.Brando等就采用纤维膜对8种染料的回收和再利用进行了试验,结果表明,色度去除率大于99%,COD去除率均在92%以上[19]。