固定化酶除醛环保复膜剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境生物技术领域，具体涉及固定化酶除醛环保复膜剂。
【背景技术】
[0002] 目前，常用的涂布复膜空气净化技术为光触媒喷涂技术，但其净化效果并不十分 理想，因为光触媒的催化作用发挥得如何跟风速有很大的关系。二氧化钛涂层只能分解与 其表面接触的有机物，若气体流动过快，接触时间过短，产生效果甚微；但若气体流动过慢， 还不如利用经常的通风换气改善室内空气质量来得快。
[0003] 光触媒喷涂都必须在紫外线的照射下才能够达到净化空气的目的。只有室内采光 时间长，而且光照强度相对较大的长期密闭房间才比较适合。采光方面不符合要求的就无 法采用光触媒技术。此外，二氧化钛可以喷涂在玻璃、陶瓷、石灰墙表面，但若喷涂在针织 品、家具、壁纸等物品上就比较容易造成材料损坏，因为二氧化钛具有强氧化性。
[0004] 因此，具有生物分解性和安全性以及抗污染功能的除醛环保涂布复膜剂产品的研 发，成为国内外的研宄热点。目前，具有生物催化降解功能的固定化酶除醛环保复膜剂产品 以及应用于环保领域空气净化技术，未见相关报道。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种固定化酶除醛环保复膜剂，将该环保复膜剂涂布于基 材表面，利用生物酶催化降解功能实现对目前一些污染治理技术所不能达到的空气污染源 的处理。本发明的产品制备工艺简便，材料易得，成本低，酶活稳定，缓释作用期长，使用方 便，无二次污染，无毒副作用。
[0006] 本发明的另一目的在于提供固定化酶除醛环保复膜剂在环保领域环境空气净化 上的应用。该环保复膜剂可以涂布于有机和无机的基材上，且对基材不产生损害，可以极大 祛除污染物，快速净化被污染的空气，使净化后的空气更加洁净，不仅治理效果好而且大大 降低了空气净化的治理成本。
[0007] 为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下： 固定化酶除醛环保复膜剂的组分包括生物酶、甲壳素、固定化载体材料、激活剂、水基。 按容重比为：生物酶3-20%，甲壳素0. 01-0. 05%，固定化载体料0. 1-3%，水80-97%，激活剂 0.001-0. 026%。
[0008] 其中，所述生物酶为以下一种或多种组分：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、 异构酶或连接酶。
[0009] 其中，所述固定化载体材料为PAM、卡拉胶、海藻胶、结冷胶、水性复膜胶系列、有机 类亲水性高分子聚合物材料中的一种或者一种以上载体材料。
[0010] 其中，所述激活剂为金属离子钾、钠、钙、镁、锌、铁，或者中等大小有机分子谷胱甘 肽、乙二胺四乙酸中的一种或一种以上，浓度在0. 001%~0. 026%的范围。
[0011] 固定化酶除醛环保复膜剂的制备方法按以下步骤进行： (1)根据所需净化物体的污染物成分不同，选用酶原料单酶活力在500U/g以上的一种 或若干种酶为酶种，将各生物酶组分按重量配比进行称重计量、酶种筛选、溶解沉淀、离心 过滤、混合搅拌、静置硝化等工序，制得复合酶溶液备用。
[0012] a)称量计重：将各单选酶按照所需要称量。
[0013] b)酶种筛选：选取所需要的酶原料进行酶活检测保证质量。
[0014] c)溶解沉淀：将选取的各固体酶分别在容器中进行溶解去除渣质。
[0015] d)离心过滤：将溶解后的各酶溶液采用普通离心机进行过滤，进一步去除杂质，提 高酶液纯度。
[0016] e)混合搅拌：将各单位酶液分别按顺序混合，搅拌均匀。
[0017] f)静置硝化：将各混合后的酶液置于5°C -15°C环境中备用。
[0018] (2)根据所需净化物体的污染物成分不同，选用固体载体材料PAM、卡拉胶、海藻 胶、结冷胶、水性复膜胶、有机类亲水性高分子聚合物中的一种或者一种以上，放置容器中， 加入温度20°C _70°C的洁净水进行搅拌溶解，配制成溶度为1-5%的液体乳胶状溶液，备用。
[0019] (3)根据上述物料组分的容重配比，选取金属离子中钾、钠、钙、镁、锌、铁的一种或 者多种作为激活剂，或者选取中等大小有机分子谷胱甘肽、乙二胺四乙酸作激活剂，配制成 浓度为〇. 001%~〇. 026%的溶液，备用。
[0020] (4)将上述各组分的复合酶、甲壳素、载体配制液、激活剂、水分别置于容器中充 分搅拌，搅拌速度为每分钟40-60转，搅拌时间为15-60分钟，使之混合均匀，室温下静置 2_6h，检测酶活达到总活力单位2500U/ml以上的混合液，罐装，即制得固定化酶除醛环保 复膜剂。
[0021] 固定化酶除醛环保复膜剂为液状的水剂、水乳剂或微乳液。根据作用对象底物的 不同，在不影响成膜溶度的条件下，可进行稀释使用。
[0022] 固定化酶除醛环保复膜剂可除醛类难降解有机污染物，包括甲醛、苯、甲苯、二甲 苯、PM2. 5、氨及TV0C，达到净化空气的目的，可涂布基材包括木材、板材、皮革、塑料、玻璃、 墙材、无纺布、纸质材料等。固定化酶除醛环保复膜剂适用于家庭、宾馆、学校、医院等公共 场所及个人居所、汽车、火车、飞机等交通工具、家用电器等的净化治理。
[0023] 从原理上分析，本发明的固定化酶环保复膜剂的核心为生物酶制剂，其中含有多 种生物酶，主要为氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、连接酶中的一种或若干种。 生物酶是一种对环境友好的生物催化剂，其仅对特定的底物起作用，对基质损伤小或者无 损伤。生物酶处理有机物的机理是先通过酶反应形成游离基，然后游离基打开污染物质中 更复杂的化学链，从而将有机污染物消解并去除。固定化酶环保复膜剂可喷涂于基材表面， 形成薄膜，其中的生物酶可将基材中的污染物如甲醛、苯、二甲苯等催化降解，由于基材中 的污染物为缓慢释放，固定化酶环保复膜剂形成的薄膜一方面可阻隔污染物释放，另一方 面可将其中的污染物催化降解。与其他处理方法相比，生物酶处理法具有催化效能高、反应 条件温和、对设备情况要求较低、反应速度快，对温度、浓度和有毒物质适应范围广，可以重 复使用等优点。生物酶催化技术采用不同于普通微生物菌的卓越的系列生物酶结合技术， 其中含有多种可以直接分解烃类污染物及其他污染物如PM2. 5、氨等的生物酶，在降解有机 废气中的有机物(如苯、萘等污染物质）以及PM2. 5、氨等生物反应过程中扮演着高效催化剂 的角色，也就是说它们将帮助一个化学反应过程快速有效地发生，迅速将苯、萘等环状有机 污染物裂解，将PM2. 5、氨等催化降解吸收，大大提高生物化学过程的反应速度，而这些生物 化学过程之前是非常缓慢地发生或虽是同样的条件却根本就不发生，本发明的产品能通过 酶催化作用改变污染底物的分子结构价态，消解去除污染物。
[0024] 综上所述，本发明的优点在于： (1)成膜后防腐性能好，附着能力强，酶固定化效率高。
[0025] (2)工艺处理过程中无不良二次沉渣、气体产生，清洁生产。
[0026] (3)使用方便，常温使用，无需表调剂和促进剂，可直接喷涂使用，与涂层附着力稳 定，强度高。
[0027] (4)本发明