一种酶氧化降解甲苯的方法与流程

本发明属于酶，具体涉及一种固定化酶催化氧化降解甲苯的方法。

背景技术：

1、随着工业技术的不断发展，空气中排放的挥发性有机物越来越多，这对环境和人们的身体健康都造成了极大的危害。因此，人们开始致力于对挥发性有机物的降解处理，目前处理挥发性有机物的方法有物理吸附、生物降解、化学催化等方法，其中能有效降解挥发性有机物的方法主要有微生物和酶法、光催化法、等离子催化法等。专利cn108514886 a公开了一种用于光热协同催化甲苯降解的银基催化剂，该催化剂中采用了贵金属催化剂增加了生产成本。专利cn 109806743 a公开了一种含甲苯废气的处理方法和系统，采用臭氧对甲苯进行氧化降解处理，臭氧会造成二次污染。专利cn 110152670 a公开了一种光热催化降解甲苯的催化剂，甲苯的降解率在91%以上，但光照温度为125 ℃，反应的温度较高，耗能较大，且易产生有毒性的副产物。专利cn 112999845 a公开了一种等离子体电源降解甲苯的方法，该法需要特定的设备，对设备的要求较高，能耗较高，降解过程中生成的臭氧也会造成二次污染；专利cn110079472 a公开了一种分离甲苯降解菌的培养基，培养的甲苯降解菌能高效的降解甲苯，但是微生物处理甲苯反应速度较慢，受环境影响较大。

2、生物酶处理法是利用生物酶的催化氧化反应降解挥发性有机物的一种方法。该法通过酶反应形成游离基，然后游离基打开挥发性有机物中复杂的化学链，最终生成小分子物质。生物酶处理法具有降解效率高，反应条件温和，对设备条件要求低，反应速度快，对温度、浓度和有毒物质适用范围广等优点。

技术实现思路

1、针对上述现有技术问题，本发明提供了一种固定化酶氧化降解甲苯的方法，将从植物中提取的复合酶固定化处理后对甲苯进行催化氧化，能够使得甲苯高效氧化降解，降解率达到99.5%。

2、为实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：

3、一种酶氧化降解甲苯的方法，包括如下步骤：

4、（1）复合酶的提取：取植物的叶，粉碎后加入磷酸缓冲溶液进行提取，之后离心处理，上清液即为复合酶液；

5、所述植物为白掌、烟草、甘草、绿萝、芦荟、虎尾兰、矮棕、垂叶榕、橡皮树中的任意两种或两种以上的混合；

6、（2）酶的固定化：将清洁、干燥的固定化载体在步骤（1）获得的复合酶液中浸泡，之后过滤、烘干，得到固定化酶；

7、（3）甲苯氧化降解：将步骤（2）得到的固定化酶至于反应器中，于20~80℃，通入含有甲苯的空气进行反应。

8、优选的，步骤（1）中所述的粉碎的方法为：加入液氮冷却后研磨。

9、优选的，步骤（1）中所述的磷酸缓冲溶液的浓度为0.1~0.3 mol/l，ph为5.5~10.5。

10、优选的，步骤（1）中所述的植物的叶与磷酸缓冲溶液的质量体积比为1:10（g/ml）。

11、优选的，步骤（1）中所述的离心的转速为10000rpm。

12、优选的，步骤（1）中所述的离心的时间为10min。

13、优选的，步骤（2）中所述的固定化载体为氧化铝。

14、优选的，步骤（2）中所述的浸泡的时间为

15、优选的，步骤（2）中所述的烘干的温度为60℃。

16、优选的，步骤（3）中所述的含有甲苯的空气中甲苯的浓度为500 ppm~3000 ppm，更优选为500 ppm~2500 ppm，最优选为1000 ppm~2500 ppm。

17、优选的，步骤（3）中所述的反应，所述含有甲苯的空气的流速为50 ml/min~600ml/min，更优选为100 ml/min~500 ml/min，最优选为100 ml/min~300 ml/min。

18、优选的，步骤（3）所述的反应的温度为20~60℃，最优选为20~40℃。

19、采用本发明所述的降解甲苯的方法，具有如下优点：

20、反应条件温和，对设备的要求较低。

21、固定化酶的催化活性高，反应速度快，对温度、浓度和有毒物质适用范围广。

22、（3）处理量大，催化剂的使用寿命长，使用1000 h以上固定化酶仍然具有较高的活性。

23、（4）该工艺能高效氧化降解甲苯，是环境友好型工艺。

技术特征：

1.一种酶氧化降解甲苯的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的粉碎的方法为：加入液氮冷却后研磨。

3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的磷酸缓冲溶液的浓度为0.1~0.3 mol/l，ph为5.5~10.5。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的植物的叶与磷酸缓冲溶液的质量体积比为1:10（g/ml）。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，优选的，步骤（2）中所述的固定化载体为氧化铝。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述的烘干的温度为60℃。

7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中所述的含有甲苯的空气中甲苯的浓度为500 ppm~3000 ppm，更优选为500 ppm~2500 ppm，最优选为1000 ppm~2500 ppm。

8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中所述的反应，所述含有甲苯的空气的流速为50 ml/min~600 ml/min，更优选为100 ml/min~500 ml/min，最优选为100ml/min~300 ml/min。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述的反应的温度为20~60℃，最优选为20~40℃。

技术总结
本发明公开一种酶氧化降解甲苯的方法，包括：从植物中进行复合酶的提取、对获得的酶进行固定化，之后以空气为氧化剂，利用固定化酶对甲苯进行氧化降解。该方法操作简单，条件温和，对设备的要求低，固定化酶催化剂活性高，反应速度快，处理量大，催化剂的使用寿命长，使用1000 h以上固定化酶仍然具有较高的活性。该法能高效降解甲苯，是环境友好型工艺。

技术研发人员：朱建良
受保护的技术使用者：苏州盛仓生物环保科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15