固定化漆酶技术处理染料废水的研究进展

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2025-0143

摘要/Abstract

摘要：

漆酶作为一种氧化还原酶，在染料废水处理领域中展现出良好的应用前景。然而，游离态漆酶在使用过程中存在稳定性差、活性损失快、难以重复使用等问题，限制了其实际应用效果和可持续性。固定化技术是通过物理或化学方法将游离态漆酶固定于载体材料上，可有效提升其稳定性与重复利用性，同时在一定程度上增强对染料废水的脱色效果。综述了几种常见的漆酶固定化方法和载体材料，分析其特点与适用性。总结了固定化漆酶在染料废水处理中的应用效果及影响因素。最后，对当前固定化漆酶技术在应用过程中所面临的问题进行了总结，并对今后固定化漆酶的发展提出了展望。

关键词: 染料废水, 脱色, 固定化漆酶, 载体

Abstract:

Laccase, as an oxidoreductase, shows a promising application prospect in the field of dye wastewater treatment. However, free laccase has problems such as poor stability, rapid loss of activity and difficulty in reuse, which limits its practical application effect and sustainability. Immobilization technology involves immobilizing free laccase onto carrier materials through physical or chemical methods, which can effectively enhance their stability and reusability, and to a certain extent, improve the decolorization effect on dye wastewater. This article reviewed several common laccase immobilization methods and carrier materials, and analyzed their characteristics and applicability. The application effect and influencing factors of immobilized laccase in the treatment of dye wastewater were summarized. Finally, the problems faced by the current immobilized laccase technology in the application process were summarized, and the prospects for the future development of immobilized laccase were proposed.

Key words: dye wastewater, decolorize, immobilized laccase, carrier

中图分类号:

X703

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https://www.iwt.cn/CN/Y2025/V45/I12/12

图/表 4

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[71]	DENG Jibao， WANG Hefei， ZHAN Haisheng，et al. Catalyzed degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons by recoverable magnetic chitosan immobilized laccase from Trametes versicolor ［J］. Chemosphere，2022，301：134753. doi:10.1016/j.chemosphere.2022.134753
[72]	RAWAT S， MISRA N， MEENA S S，et al. Plasma polymerized functional supermagnetic Fe₃O₄ nanostructured templates for laccase immobilization：A robust catalytic system for bio-inspired dye degradation［J］. Environmental Science and Pollution Research International，2022，29（54）：82524-82540. doi:10.1007/s11356-022-21539-6
[73]	RANIMOL G， PAUL C， SUNKAR S. Optimization and efficacy studies of laccase immobilized on zein-polyvinyl pyrrolidone nano fibrous membrane in decolorization of Acid Red 1［J］. Water Science and Technology，2021，84（10/11）：2703-2717. doi:10.2166/wst.2021.200
[74]	王美银，张新颖，林琳琳，等. 仿生合成氧化锆固定化漆酶处理孔雀石绿［J］. 化工进展，2018，37（7）：2798-2805.
	WANG Meiyin， ZHANG Xinying， LIN Linlin，et al. Treatment of malachite green by immobilized laccase in ZrO₂ via biomineralization［J］. Chemical Industry and Engineering Progress，2018，37（7）：2798-2805.
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方法	优点	缺点
吸附法	制备条件温和，操作简单，载体选择多，酶活损失较小，可重复使用	酶易脱落，固定化效率低
包埋法	与载体结合力强，稳定性高	条件苛刻，易失活，孔径限制
共价结合法	漆酶和载体之间的结合力强，漆酶不会泄漏或脱附，可长期连续使用，适用范围广	制备工艺复杂，固定化条件苛刻，漆酶活性降低
交联法	使用时间长，结合牢固，不易脱落	反应条件激烈，酶活性损失较大，固定化载体颗粒小使用不便
两者结合法	方法之间功能互补，稳定性增强	制备过程复杂，成本高

方法	优点	缺点
吸附法	制备条件温和，操作简单，载体选择多，酶活损失较小，可重复使用	酶易脱落，固定化效率低
包埋法	与载体结合力强，稳定性高	条件苛刻，易失活，孔径限制
共价结合法	漆酶和载体之间的结合力强，漆酶不会泄漏或脱附，可长期连续使用，适用范围广	制备工艺复杂，固定化条件苛刻，漆酶活性降低
交联法	使用时间长，结合牢固，不易脱落	反应条件激烈，酶活性损失较大，固定化载体颗粒小使用不便
两者结合法	方法之间功能互补，稳定性增强	制备过程复杂，成本高

固定化载体	固定化方法	染料	固定化漆酶去除率/%	游离态漆酶去除率/%	循环利用去除率	参考文献
细菌纤维素膜	物理吸附	活性艳蓝KN-R	73.5	20.5	5次 12.2%	〔39〕
PCN-333（Al）	物理吸附	活性艳蓝KN-R	89	49.8	5次 78.5%	〔62〕
Cu-MOF@C@Fe₃O₄	包埋	刚果红	85	59		〔65〕
玉米蛋白-聚乙烯吡咯烷酮纳米纤维	交联	酸性红1	91.67	72.03	3次 >50%	〔73〕
合成氧化锆	包埋	孔雀石绿	95.5			〔74〕
Fe₃O₄@C-Cu²⁺	离子吸附	孔雀石绿	99		10次 94%	〔75〕

固定化载体	固定化方法	染料	固定化漆酶去除率/%	游离态漆酶去除率/%	循环利用去除率	参考文献
细菌纤维素膜	物理吸附	活性艳蓝KN-R	73.5	20.5	5次 12.2%	〔39〕
PCN-333（Al）	物理吸附	活性艳蓝KN-R	89	49.8	5次 78.5%	〔62〕
Cu-MOF@C@Fe₃O₄	包埋	刚果红	85	59		〔65〕
玉米蛋白-聚乙烯吡咯烷酮纳米纤维	交联	酸性红1	91.67	72.03	3次 >50%	〔73〕
合成氧化锆	包埋	孔雀石绿	95.5			〔74〕
Fe₃O₄@C-Cu²⁺	离子吸附	孔雀石绿	99		10次 94%	〔75〕

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