Al-MOF基多级孔Al2O3固定化酶反应器的构筑及构效关系研究

摘要

针对生物酶在固相载体负载后存在的催化活性与稳定性之间"此消彼长"的问题,本工作采用"自牺牲模板"策略以铝基金属有机骨架材料(Al-MOF)为前驱体设计制备多级孔Al2O3 (MHAl2O3)材料,再以"聚多巴胺(PDA)"仿生膜对材料表面进行功能化修饰后用以固载辣根过氧化物酶(HRP).通过调节前驱体的煅烧温度来实现载体孔径大小的调控,探讨了载体的孔道限域效应对固定化酶反应器催化活性的影响,所得固定化酶反应器的热稳定性和重复使用性显著提高.为了解析固定化酶反应器的构效关系,采用酶动力学和热动力学参数研究了固定化酶反应器催化过程中酶与底物的相互作用,结果表明固载后酶分子对底物的亲和性和专一性得到提升.将固定化酶反应器用于模拟废水中苯胺黑药的催化降解时,表现出非常高效的催化效率.