在PVDF膜上通过一步贝类启发的方法进行多酶固定:提高污染阻力和自我清洁效率

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 生物技术是生物技术.
• 环境工程 环境工程

背景情况:

• 膜污染是水处理的一个主要挑战,降低了过效率,增加了运营成本.
• 具有自我清洁特性的生物催化活性膜可以通过降解污染物来减轻污染.
• 在膜表面上酶固定提供了一个有前途的策略,以创建这样的先进材料.

研究的目的:

• 开发和表征酶固定聚乙烯化物 (PVDF) 微过膜,以提高防腐蚀性.
• 优化PVDF膜上的蛋白酶,脂酶和氨酶的固定过程.
• 评估修改膜在复杂的污水混合物和模拟废水中的自我清洁能力和过性能.

主要方法:

• 使用聚多巴胺涂层将蛋白质酶,脂质酶和氨基酶单步固定到PVDF膜上.
• 优化多巴胺和酶度以获得最大的水解活性.
• 使用蛋白质,脂质和碳水化合物混合物和奶粉溶液进行过试验,以评估多个循环的水透性和防腐性.
• 测量水接触角,以评估膜水友性变化.

主要成果:

• 优化的固定产生了高的水解活性:粉酶 (0.90毫克粉/分钟·厘米2),蛋白酶 (10.16 nmol 氨酸/分钟·厘米2) 和脂酶 (20.48 μmol p-尼托芬醇/分钟·厘米2).
• 与原始膜 (23-8%) 相比,经过三次用混合剂溶液过的循环后,修改后的膜保留了显著更高的水透率 (41-28%).
• 在模拟的乳制品废水过中,修改后的膜保持了26-28%的初始水透率,性能优于原始膜 (7-34%).

结论:

• 酶固定PVDF膜表现出增强的污染抵抗和自我清洁性能.
• 性能改善归因于膜水友性增加和污染物的酶降解.
• 这种生物催化膜技术显示出对复杂的工业废水,例如乳制品行业的废水进行有效处理的潜力.