ZIF-8吸附游离酚及酶降解研究开题报告

金属有机骨架材料(metal-organic frameworks,mofs)是一种具有周期性骨架结构的新型多孔材料。mofs材料具有比表面积大,孔道结构规整,孔道和表面化学性质可调变等特征,在吸附、分离和催化等方面均表现出了广阔的应用前景。因此,mofs材料的合成及性能研究成为当前最具吸引力的课题之一。

沸石咪唑酯骨架材料(zifs)是mofs材料的一种,它是由过渡金属原子(zn/co)与咪唑或咪唑衍生物连接而生成的一类新型的、具有沸石拓扑结构的纳米多孔材料。zifs不仅具有上述mofs的优点,而且同mofs材料相比,其具有更优良的热和水热稳定性。zif-8是目前研究最为广泛的一类zifs材料,对其应用研究已涉及气体吸附、分离、储氢和催化等多个领域。在催化应用方面,zif-8因其所具有的独特孔道结构、高热稳定性、表面积及表面酸碱性能等特点,在作为非均相催化剂和催化剂载体方面显示出一定潜在的优越性。

随着工业化的不断发展，物质需求的不断增加，人类生活污水和工业废水的排放量增多，导致全球水污染日益严重。水污染包括多种污染物:有机物、重金属、无机污染物等。其中，苯酚和酚的衍生物是工业废水中的一项重要污染物，酚类物质过量的排放进入水环境中会造成严重的水体污染，进一步威胁到人体健康。废水中的酚类化合物浓度超过1.0mg/l将危害到人体健康，由于酚类化合物在水中的溶解性和稳定性，因此很难将其浓度降低到安全范围。酚类化合物不易自然降解，可通过不同的途径或食物链积聚在组织、细胞和器官中。酚类化合物也会在土壤中累积，当疏水性化合物酚类释放到环境中后会被土壤颗粒吸附，从而导致土壤污染。

2. 研究内容和预期目标

技术要求：学会吸附材料zif-8的制备、及其吸附游离苯酚，zif-8固定化酶降解苯酚、以及相应的分析方法等。

设计条件：苯酚是一种典型的污染物，目前主要通过活性炭吸附等方法去除，但存在去除效率低、无法降解等问题。本课题采取zif-8及其固定化酶，吸附并降解苯酚，达到苯酚的吸附-降解耦合，最终实现苯酚的完全去除。首先制备金属有机框架材料zif-8，随后对zif-8进行漆酶的固定，在游离苯酚环境中吸附并降解苯酚。重点考察苯酚的吸附及去除效率。

一、 查阅文献，写出开题报告（第1-2周）

3. 研究的方法与步骤

一、实验材料

实验试剂：乙酸锌、2-甲基咪唑、苯酚、漆酶、g250、蒸馏水、无水乙醇

4. 参考文献

[1] 彭红,罗开昆,高中洪,龚跃法. 产漆酶真菌的筛选、培养及对苯酚的降解[j]. 华中科技大学学报(自然科学版),2005,(07):111-114.

[2] 陈辉,张剑波,王维敬,杨宇翔,宗悦茹. 固定化漆酶催化去除水中2,4-二氯苯酚[j]. 北京大学学报(自然科学版),2006,(04):484-489.

[3] 张陈成,韩萍芳. 活性碳纤维固定化漆酶及其处理苯酚废水的研究[j]. 印染助剂,2017,34(05):21-23 29.

5. 计划与进度安排

1、2024年12月27日-2024年3月1日 查阅文献，根据任务书书写开题报告，制定实验方案，翻译外文文献；

2、2024年3月2日-2024年3月10日 准备吸附材料的制备，熟悉反应操作；

3、2024年3月11日-2024年4月1日 吸附材料表征，吸附、苯酚吸附及酶降解分析；