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酶凭借其高专一性、高转化率等优势广泛应用于食品、纺织、医药、农业等领域。然而,大多数游离酶在使用过程中容易发生不可逆变性失活,难以重复利用,限制了其在苛刻或不确定因素较多的条件下使用,如水污染处理中的染料降解、农药降解等。通过游离酶的固定化能够有效地解决以上问题,产生积极的环境效益和社会效益。金属有机骨架（MOF）是一类多孔材料,由含金属的节点和通过配位键连接的有机配体组成,在各种应用中都具有广阔的前景。由于金属中心原子和有机配体的几何形状和化学键结合的多样性,可以针对特定功能设计和定制MOF的结构。因其非常高的表面积和孔体积非常高,且易于进行孔径调节,还可对有机配体上的功能团修饰,合成条件温和的MOF有望成为酶固定化的有效载体。1)本文首先筛选MOF载体材料,确定以锌离子为中心原子、2-甲基咪唑为有机配体,通过一步仿生矿化法合成过氧化氢酶@MOF酶复合物（CAT@ZIF-8）。通过电镜-元素分析、X射线衍射、红外光谱、热重分析等表明,复合材料的粒径为10μm左右,过氧化氢酶（CAT）成功负载且结构完整性高度保留,固定化酶的蛋白负载量为70.21w%,比活为1.42。2)研究了游离CAT与CAT@ZIF-8的酶催化反应动力学。结果表明游离CAT与CAT@ZIF-8的米氏常数Km分别为4.165和0.095 g（H2O2）/100g（H2O2,aq）,证明CAT@ZIF-8与底物的亲和力更强,固定化酶的活性中心在同等条件下与底物更容易接触,从而表现出更好的催化效果。CAT@ZIF-8去除H2O2的最适条件为:pH 7.0、温度25℃、H2O2浓度0.2w%、催化剂用量0.05 g,H2O2的去除率最高可达98%,在循环使用5次后仍然保持其原始活性的54%,而游离酶首次回收活性仅剩23%。选择大连理工大学盘锦校区八食堂的墨鱼清洗液,CAT@ZIF-8对废液中H2O2的去除率高达95%,远超游离酶的31%。3)研究了CAT@ZIF-8催化吡虫啉降解的反应。去除吡虫啉的最适条件为:pH 7.0、温度35℃、吡虫啉浓度10 ppm、酶浓度1 g/L。在最适条件下,CAT@ZIF-8对吡虫啉的去除率可以达到52.69%,是游离酶去除率（29.21%）的1.80倍,且在循环使用5次后仍然保持其原始活性的50%。选择市售小白菜喷涂吡虫啉,以考察CAT@ZIF-8农残的去除效果,CAT@ZIF-8的各组平均去除率为26%,仍然为游离酶（13%）的2倍。本论文提出了一种新型的CAT@ZIF-8复合材料的一步法封装工艺制备,固定化酶的负载率70 wt%,与游离CAT相比具有Km值低、酶活性高的优势。此外,在更苛刻的条件下,固定化酶也体现出了较游离酶更好的稳定性和耐受性。CAT@ZIF-8还在重复使用性上得到了显著的提高,这对于在苛刻的条件下有效去除处理食品加工废水、农业污水、染料废水中的难降解有机污染物具有明显优势。该研究拓展了MOF-酶固定化技术,使其能够应用于环境中难降解有机污染物的去除,具有更多实际应用潜能。