纳米粒子增强硝酸还原酶电极反应器的构建及其脱氮规律研究

本项研究针对国内外大多数地表和地下水体受到硝酸盐污染而不能直接饮用的现状，开展酶电极反应器脱氮的研究，解决该法脱氮技术的关键是构建酶活高、酶活稳定、电子传递效率高的硝酸还原酶电极。本研究在系统分析国内外研究成果的基础上，确定采用导电溶胶凝胶固定和纳米粒子增强技术进行硝酸还原酶电极制备，以提高酶电极的整体性能。其中导电溶胶凝胶生物兼容性好，且本身具有导电性，使酶与电极主体之间的电子传递极为顺利；纳米粒子的吸附定向、改变构型和尺寸量子效应可显著增强酶与导电溶胶凝胶之间的电子传递。通过控制导电溶胶凝胶的制备条件，纳米粒子的加入方式、加入方法，酶的固定化程序等一系列参数，制备性能优良的硝酸还原酶电极。基于不同硝酸还原酶电极构建脱氮反应器，考察各种环境条件对酶电极进行脱氮反应的影响，研究其脱氮反应规律，为实现电生物酶法脱氮提供理论依据。