[发明专利]磁性铜(II)螯合四氧化三铁@碳纳米粒子及其制备方法、固定漆酶的方法

说明书

本发明提供了磁性铜(II)螯合四氧化三铁@碳纳米粒子及其制备方法、固定漆酶的方法，首先采用水热法制备羟基/羧基官能化磁性Fe₃O₄@C纳米粒子，再配位吸附Cu²⁺离子制备磁性Cu(II)螯合Fe₃O₄@C纳米粒子，最后利用漆酶组氨酸残基与Cu(II)间的配位作用，制备高稳定性、高活性、可重复使用的磁性Cu(II)螯合Fe₃O₄@C纳米粒子固定化漆酶。与现有技术相比，本发明制备磁性Cu(II)螯合Fe₃O₄@C纳米粒子固定化漆酶操作简单，经济环保；载酶量高，固定化漆酶的催化活性高、稳定性高，且可简便地循环再使用，能够有效降低实际生产成本，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于固定化漆酶制备方法领域，具体涉及磁性Cu(II)螯合Fe₃O₄@C纳米粒子及其制备方法、固定漆酶的方法。

背景技术

漆酶是一类应用广泛含铜的多酚氧化酶，它能够催化氧化各种酚类染料、取代酚、芳香胺等易氧化的化合物，在治理含酚废水和工业造纸废水等领域重要的应用价值。尽管游离漆酶在常温常压温和条件下能够高效的进行催化作用，但是漆酶是一种由氨基酸组成的蛋白质，其本身的分子结构对于外界的环境十分的敏感，一些物理因素、化学因素的变化很容易引起酶蛋白分子结构的变化致使漆酶丧失催化活性。此外漆酶易溶于反应的溶液，在使用一次之后很难从反应体系中回收分离出来，造成浪费。

为了克服游离漆酶的上述不足，人们将游离漆酶与不溶性载体联结起来，使之成为固定化漆酶，实现了漆酶的回收再利用。因此，漆酶催化技术的工业化很大程度上取决于漆酶的固定化技术的发展。

Fe₃O₄纳米粒子是一种重要的磁性分离材料，在环境治理、催化材料、固定化酶、生物医药等领域具有广泛应用价值。尽管已有磁性Fe₃O₄、Fe₃O₄@SiO₂、Fe₃O₄@MoS₂@PEI等纳米粒子固定化漆酶的文献报道(Chem.Eng.J.295(2016)201-206；ACS Appl.Mater.Interfaces3(2011)237-244；Chem.Eng.J.375(2019)121947)，但目前文献报道磁性纳米粒子固定化漆酶的固载量低，漆酶在固定化过程中损失了部分催化活性，不能满足工业化生产需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性铜(II)螯合四氧化三铁@碳纳米粒子及其制备方法，制备方法简单、温和，所制备的磁性铜(II)螯合四氧化三铁@碳纳米粒子漆酶的固载量多。

本发明的另一目的在于提供一种固定漆酶的方法，利用获得高催化活性的磁性Cu(II)螯合Fe₃O₄@C纳米粒子固定化漆酶，且活性高，酶活回收率高、稳定性好，固定化漆酶可循环再利用。

本发明具体技术方案如下：

一种磁性铜(II)螯合四氧化三铁@碳纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

1)制备羟基/羧基官能化磁性Fe₃O₄@C纳米粒子；

2)吸附Cu²⁺离子制备磁性铜(II)螯合四氧化三铁@碳纳米粒子。

进一步的，步骤1)包括以下步骤：

1-1)在搅拌条件下、氮气气氛中，向铁源溶液加入浓氨水，加热反应，制备得到Fe₃O₄纳米粒子悬浮液；