可吞噬有机污染物的绿色环保自降解生物活性酶，其制备方法及应用

摘要

本发明涉及可吞噬有机污染物的绿色环保自降解生物活性酶，生物活性酶由5‑15重量份的植物蛋白提取液、1‑5重量的聚乙烯醇、1‑3重量份的多酚以及100重量份的去离子水组成，所述植物蛋白提取液在提取过程中加入鞣酸酶。本发明的生物活性酶能够有效去除有机污染物。

说明书

技术领域

本发明涉及可吞噬有机污染物的绿色环保自降解生物活性酶，本发明还涉及可吞噬有机污染物的绿色环保自降解生物活性酶的制备方法，此外，本发明还涉及可吞噬有机污染物的绿色环保自降解生物活性酶在空气净化领域的应用。

背景技术

挥发性有机物在室内的污染具有多途径、隐蔽性、积聚性等特点。其散发途径包括了建材、装饰材料以及日常用品等，同时由于挥发性有机物的缓慢释放特性往不易被人察觉，而其本身又不会很快分解，这就使得挥发性有机物的危害程度较其他污染物质更为严重。

经过表面处理后挥发至室内含有大量甲醛等挥发性有机物，如何有效的去除这些挥发性有机物，是本领域的一大难题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了可吞噬有机污染物的绿色环保自降解生物活性酶，所述生物活性酶由5-15重量份的植物蛋白提取液、1-5重量的聚乙烯醇、1-3重量份的多酚以及100重量份的去离子水组成，所述植物蛋白提取液在提取过程中加入鞣酸酶。

所述聚乙烯醇的聚合度为17-24，醇解度为80-90%。

所述植物蛋白提取液由以下制备方法制备得到：

以虎皮兰叶、罗汉果、马齿苋、高良姜、大伸筋草、玫瑰花瓣、茶叶等为原料，原料清洗后放在研钵中用液氮研磨，室温下静置至室温，过滤得到汁液和滤渣，加入纤维素酶溶液，纤维素酶溶液与汁液的体积比为1：1-3，纤维素酶溶液中纤维素酶的质量比为1-5%，超声处理，功率100~250W，频率20~40kHz，持续1-3小时后；加入汁液质量1-5%的果胶酶，超声处理1-3小时后，得到提取液；灭酶后调节pH值至3-5，然后在4000~5000r/min的离心作用下持续处理15~20min，去除上层清液得到植物蛋白提取物；将植物蛋白提取物溶于2-10倍质量的去离子水中，加入植物蛋白提取物质量0.01-0.5%的鞣酸酶，超声处理10-30分钟，灭酶后得到植物蛋白提取液。

所述多酚为植物多酚提取液。

所述植物多酚通过以下方法制备得到：

以虎皮兰叶、罗汉果、马齿苋、高良姜、大伸筋草、玫瑰花瓣、茶叶的混合物为原料，原料清洗后放在研钵中用液氮研磨，室温下静置至室温，过滤得到汁液和滤渣，加入纤维素酶溶液，纤维素酶溶液与汁液的体积比为1：1-3，纤维素酶溶液中纤维素酶的质量比为1-5%，超声处理，功率100~250W，频率20~40kHz，持续1-3小时后；加入汁液质量1-5%的果胶酶，超声处理1-3小时后，得到提取液；灭酶后调节pH值至3-5，然后在4000~5000r/min的离心作用下持续处理15~20min，取上层清液，加入上层清液体积20%-60%的乙醇，超声提取，蒸发浓缩至原体积的30%后，加入乙酸乙酯萃取，取乙酸乙酯层，氮气氛围下干燥得到植物多酚。

所述生物活性酶还包括1-5重量份的改性纳米氧化铌，所述改性纳米氧化铌通过以下步骤制备得到：

室温下，将3-10重量份的五氯化铌溶解于100重量份无水乙醇中，得到五氯化铌乙醇溶液，静置5-30分钟；

将5-15重量份的钒酸铋，0.01-0.1重量份的封闭异氰酸酯加入至五氯化铌乙醇溶液，合均匀，得到第一混合液；

保持搅拌第一混合液，将100重量份乙醇水溶液以3-10ml/min的速度滴入第一混合液中；

加入100重量份的N，N-二甲基甲酰胺，保持搅拌第一混合液30分钟，室温静置得到第二混合液；

将第二混合液与30-45摄氏度下用水浸泡6-24小时后，升温至40-45摄氏度干燥12-48小时后，升温至封闭异氰酸酯封温度并保持3-10小时，升温至100-160摄氏度干燥至恒重，得到干燥物，所述封闭异氰酸酯的解封温度大于50摄氏度，小于100摄氏度；

将干燥物在马弗炉中，于400-500温度下煅烧，得到纳米改性氧化铌。

所述封闭异氰酸酯为亚硫酸氢钠封闭HDI。

本发明将植物叶和花瓣通过特殊的处理方法处理，得到具有很好吸附空气中的甲醛的喷雾产品。由于植物蛋白在沉淀的过程中容易与植物提取物中的其他分子结合，并难以分离，本发明通过实验发现，植物叶和花瓣中的鞣酸容易与植物蛋白结合，由于鞣酸具有较大的分子结构和较多的活性基团，与蛋白质结合后会继续发生反应，改变蛋白质原有三维结构，使得蛋白质失去相应的甲醛处理活性。加入鞣酸抑制了这一现象的发生。此外，本发明通过引入多酚化合物，使得具有光催化的氧化铌不会在长期的储存过程中使得蛋白质失去甲醛处理的活性。使用亚硫酸氢钠封闭异氰酸酯和钒酸铋作为掺杂改性化合物，得制备得到的光谱长效酶具有在弱光下分解有机物的高效能力。

参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。

附图说明

图1为纳米改性氧化铌光催化氧化剂的SEM图。

具体实施方式

在下文中，通过实施例对本发明进行更详细地描述，但应理解，这些实施例仅仅是例示的而非限制性的。如果没有其它说明，所用原料都是市售的。

下面参照几个例子详细描述本发明。

聚乙烯醇2488，山西盛泰，牌号24-88。

纳米改性氧化铌光光催化氧化剂

钒酸铋的制备

将0.0015mol的钒酸钠和0.006mol的硝酸铋分别溶解于去离子水中，将钒酸钠溶液逐滴滴入硝酸铋溶液中，搅拌30分钟后，静置5小时后，放入恒温干燥箱中，与160摄氏度下反应12小时后，冷却至室温后，继续保持搅拌并加入0.01mol的双氧水，抽滤、洗涤、干燥，得到钒酸铋粉末。

室温下，将8重量份的五氯化铌溶解于100重量份无水乙醇中，得到五氯化铌乙醇溶液，静置15分钟；将15重量份的钒酸铋，0.08重量份的亚硫酸氢钠封闭TDI加入至五氯化铌乙醇溶液，合均匀，得到第一混合液；保持搅拌第一混合液，将100重量份乙醇水溶液以4ml/min的速度滴入第一混合液中；加入30重量份的N，N-二甲基甲酰胺，保持搅拌第一混合液30分钟，室温静置得到第二混合液；将第二混合液与40摄氏度下用水浸泡12小时后，升温至45摄氏度干燥24小时后，升温至60摄氏度并保持4小时，升温至150摄氏度干燥至恒重，得到干燥物；将干燥物在马弗炉中，于450温度下煅烧，得到纳米改性氧化铌光催化氧化剂。SEM图见图1。

实施例1

大伸筋草与罗汉果的质量比为1：1，清洗后放在研钵中用液氮研磨，室温下静置至室温，过滤得到汁液和滤渣，加入纤维素酶溶液，纤维素酶溶液与汁液的体积比为1：2，纤维素酶溶液中纤维素酶的质量比为3%，超声处理，功率250W，频率30kHz，持续2小时后；加入汁液质量3%的果胶酶，超声处理2小时后，得到提取液；灭酶后采用盐酸调节pH值至4，然后在5000r/min的离心作用下持续处理20min，去除上层清液得到植物蛋白提取物；将植物蛋白提取物溶于8倍质量的去离子水中，加入植物蛋白提取物质量0.1%的鞣酸酶，超声处理20分钟，灭酶后得到植物蛋白提取液。

将10重量份的植物蛋白提取液、2重量的聚乙烯醇、2重量份的茶多酚以及100重量份的去离子水混合均匀，得到生物活性酶。

实施例2

玫瑰花瓣与马齿苋的质量比为1：5，清洗后放在研钵中用液氮研磨，室温下静置至室温，过滤得到汁液和滤渣，加入纤维素酶溶液，纤维素酶溶液与汁液的体积比为1：2，纤维素酶溶液中纤维素酶的质量比为3%，超声处理，功率250W，频率30kHz，持续2小时后；加入汁液质量3%的果胶酶，超声处理2小时后，得到提取液；灭酶后采用盐酸调节pH值至4，然后在5000r/min的离心作用下持续处理20min，去除上层清液得到植物蛋白提取物；将植物蛋白提取物溶于8倍质量的去离子水中，加入植物蛋白提取物质量0.1%的鞣酸酶，超声处理20分钟，灭酶后得到植物蛋白提取液。

将13重量份的植物蛋白提取液、1重量的聚乙烯醇、1重量份的茶多酚以及100重量份的去离子水混合均匀，得到生物活性酶。

实施例3

高良姜与绿茶茶叶的质量比为1：0.3，清洗后放在研钵中用液氮研磨，室温下静置至室温，过滤得到汁液和滤渣，加入纤维素酶溶液，纤维素酶溶液与汁液的体积比为1：2，纤维素酶溶液中纤维素酶的质量比为3%，超声处理，功率250W，频率30kHz，持续2小时后；加入汁液质量3%的果胶酶，超声处理2小时后，得到提取液；灭酶后采用盐酸调节pH值至4，然后在5000r/min的离心作用下持续处理20min，去除上层清液得到植物蛋白提取物；将植物蛋白提取物溶于8倍质量的去离子水中，加入植物蛋白提取物质量0.1%的鞣酸酶，超声处理20分钟，灭酶后得到植物蛋白提取液。

将8重量份的植物蛋白提取液、3重量的聚乙烯醇、2重量份的植物多酚提取液（上述的上层清液萃取得到，多酚含量45%）以及100重量份的去离子水混合均匀，得到生物活性酶。

实施例4

与实施例1相同，在生物活性酶中加入2重量份的改性纳米氧化铌。

对比例1

与实施例1相同，加入P25型纳米氧化钛。

对比例2

玫瑰花瓣与绿茶茶叶的质量比为1：1，清洗后放在研钵中用液氮研磨，室温下静置至室温，过滤得到汁液和滤渣，加入纤维素酶溶液，纤维素酶溶液与汁液的体积比为1：2，纤维素酶溶液中纤维素酶的质量比为3%，超声处理，功率250W，频率30kHz，持续2小时后；加入汁液质量3%的果胶酶，超声处理2小时后，加入植物蛋白提取物质量0.1%的鞣酸酶，超声处理20分钟，得到提取液；灭酶后采用盐酸调节pH值至4，然后在5000r/min的离心作用下持续处理20min，去除上层清液得到植物蛋白提取物；将植物蛋白提取物溶于8倍质量的去离子水中，超声处理20分钟，得到植物蛋白提取液。

对比例3

与实施例1相同，不加入0.1%的鞣酸酶。

对比例4

将质量分数为10%的P25型纳米氧化钛溶液替代生物活性酶。

评价方法：

模拟挥发性有机物的环境，在密封的20L容器内喷入甲醛和甲苯，得到的VOC浓度大约为 3.4μg/m L。容器内设置一喷枪，将5ml的前述制备得到的生物活性酶喷分5次每隔10分钟喷一次，至密闭空间内，将此容器放于保温箱中进行实验，温度为室温，保温箱内日光灯强度为200lux，8小时后采用GT-1000-VOC泵吸式VOC检测仪测试VOC含量,计算VOC去除率。

通过上述实验可以看出，本发明的生物活性酶经过雾化后，在空气中悬浮能够有效去除空气中的挥发性有机物。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡是根据本发明内容所做的均等变化与修饰，均涵盖在本发明的专利范围内。