基于酶固定化海藻酸钙-球霰石复合凝胶的双重保护机制增强废水中Cd2+去除研究：过程机理与性能评估

《Process Safety and Environmental Protection》：Dual-protection mechanism in urease-immobilized calcium alginate- vaterite composite gel for enhanced Cd2+ removal from wastewater: Insights into the process

本文报道了一种新型海藻酸钙（CA）凝胶固定化脲酶（Urease）并与球霰石（CaCO3）复合的双功能吸附剂（CA-CaCO3-Urease）。该材料通过CA封装与球霰石吸附的双重保护机制，显著提升了脲酶稳定性及对废水中Cd2+的矿化去除效率（36.84%±1.30%，1000 mg/L Cd2+），并展现出优异的可重用性（10次循环后仍保持27.29%±2.36%效率），为重金属污染修复提供了绿色可持续策略。

　　

亮点

不同条件下复合材料的脲酶活性

为评估封装效果，本研究探究了CA-脲酶（CA-Urease）在不同条件（如温度变化、混合细菌暴露）下的脲酶活性稳定性。在4?°C下，所有组别（游离脲酶/Urease、CA-Urease及冻干CA-Urease）的脲酶活性损失均低于25°C（图2a）。结果表明，酶活性在最适温度（25°C）下快速增长，而在较低温度下则受到显著抑制...

结论

本研究通过两步法成功制备了一种新型废水Cd²⁺去除策略。首先，合成了海藻酸钙凝胶（CA）封装脲酶的材料（CA-Urease），显著提升了脲酶活性与材料稳定性。其次，通过将CA封装与球霰石吸附机制相结合，制备出具有高脲酶活性和优异吸附能力的复合材料（CA-CaCO₃-Urease）。这种绿色材料在真实废水处理中展现出卓越性能...