Page 212 - 《精细化工》2023年第12期

·2754· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

搅拌 10 min，冷却至室温，离心分离并用去离子水洗涤 2 结果与讨论
后于 50 ℃下烘干 24 h，获得棕色粉末，标记为
Cu-MnO 2-10% （其中百 分数为 Cu 掺杂量，即 2.1 Cu-MnO 2 的结构与形貌分析
CuCl 2·2H 2O 物质的量占 KMnO 4 物质的量的百分数， MnO 2 、Cu-MnO 2 -10%的 XRD、SEM 和 EDS 表
下同）。不加入 CuCl 2·2H 2O，以同样的条件制备 MnO 2。 征结果见图 2。
1.3 Cu-MnO 2 类氧化物酶活性的测定
以 TMB 为底物测定了 Cu-MnO 2 类氧化物酶的催
化活性。分别将 1.5 mL NaAc-HAc 缓冲液（浓度为 0.1
mol/L，pH=4.0）、50 μL 浓度为 4.16 mmol/L 的 TMB
乙醇溶液和 10 µL 质量浓度为 1.0 g/L 的 Cu-MnO 2 类
氧化物酶水溶液或 MnO 2 类氧化物酶水溶液依次加入
到 2 mL 试管中，在 30 ℃下反应 5 min 后，将反应液
经针筒式滤膜过滤器〔聚醚砜树脂（PES）水系〕过
滤，用 UV-Vis 分光光度计在波长 652 nm 下测定溶液
的吸光度 [17] 。由于 TMB 在 Cu-MnO 2 或 MnO 2 类氧化
物酶水溶液中会被氧化为蓝色的 ox-TMB，ox-TMB
在 652 nm 处具有特征吸收峰，因此，以 652 nm 处吸
光度高低说明类酶活性的强弱。
1.4 Cu-MnO 2 类氧化物酶催化降解 RhB 实验
在 150 mL 烧杯中加入 100 mL 质量浓度为
30.0 mg/L 的 RhB 水溶液，用浓度为 0.1 mol/L 的盐
酸调节溶液 pH（2.0~7.0），投加（2~12 mg）Cu-MnO 2
类氧化物酶，以 300 r/min 搅拌，分别在反应 1、2、
4、6、8、10、15、20、25、30 min 时取样，用有机
滤膜过滤后测定其在 554 nm 处的吸光度（A 554 ），按
式（1）计算 RhB 降解率。此外，将质量浓度为 30 mg/L
RhB 替换成质量浓度为 10 mg/L 的 CIP、OFL、TC
和 HQ 水溶液。按上述步骤进行降解实验，同样按
式（1）计算降解率：
(   )
D /%  0 t  100 （1）
 0
式中：D 为污染物的降解率，%；ρ 0 为污染物初始
质量浓度，mg/L；ρ t 为反应在 t（min）时污染物的
质量浓度，mg/L。
1.5 Cu-MnO 2 类氧化物酶催化降解 RhB 循环实验
将使用后催化剂经抽滤从反应液中分离出来，

并用无水乙醇、去离子水各洗涤 3 次后于 50 ℃干
图 2 MnO 2 、 Cu-MnO 2 -10% 的 XRD 谱图（ a ），
燥 12 h，称重计算 Cu-MnO 2 的损失量，补加至起始
Cu-MnO 2 -10%的 SEM 图（b）和 EDS 谱图（c）
投加量，按 1.4 节进行降解实验并计算降解率。
Fig. 2 XRD patterns of MnO 2 and Cu-MnO 2 -10% (a),
1.6 Cu-MnO 2 类酶催化降解 RhB 机理研究 SEM image (b) and EDS spectra (c) of
为了研究 Cu-MnO 2 催化降解 RhB 的主要活性 Cu-MnO 2 -10%

物质种类，在 pH=3.0、温度为 30 ℃、RhB 质量浓 由图 2a 可见，MnO 2 和 Cu-MnO 2 -10%在 2θ=12°、
度为 30 mg/L、投加 10 mg Cu-MnO 2 -10%的条件下 18°、28°、37°、42°、49°、60°、69°具有特征吸收
分别加入 1 mL 浓度为 0.1 mol/L PBQ、IPA、AO 和 峰，分别对应 α-MnO 2 的（110）、（200）、（310）、（121）、
1
•–
+
L-Trp 作为 O 2 、•OH、h 和 O 2 的捕获剂，反应 30 min， （301）、（411）、（521）、（451）晶面，与标准卡片
探究其对 RhB 降解率的影响，分析 Cu-MnO 2 类氧 PDF#72-1982 匹配良好。Cu 掺入后 Cu-MnO 2 未出
化物酶催化 RhB 的降解机理。 现其他物相峰位，说明 Cu 掺入没改变材料的晶型，