1.
Uporaba funkcionaliziranih MOFs v mikroreaktorju za remediacijo odpadnih vod : magistrsko deloNeja Savec, 2025, magistrsko delo
Opis: Poraba vode in naraščajoče onesnaževanje te predstavljata resen globalni izziv. Odpadne vode vsebujejo številna onesnaževala, med katerimi so posebej problematična mikroonesnaževala, kot so farmacevtski izdelki. Med njimi izstopajo nesteroidna protivnetna zdravila, predvsem diklofenak (DCF). Zaradi svoje široke uporabe v humani in veterinarski medicini se pogosto pojavljajo v odpadnih vodah, kjer lahko škodljivo vplivajo na vodni ekosistem. Zato je nujen razvoj naprednih postopkov čiščenja odpadnih voda, ki omogočajo učinkovito odstranjevanje tovrstnih onesnaževal.
V magistrskem delu je prikazana študija adsorpcije in razgradnje DCF v mikroreaktorskem sistemu. Kot adsorbent so bila uporabljena metalo-organska ogrodja (MOFs), natančneje zeolitno imidazolatno ogrodje-8 (ZIF-8), sintetizirano s precipitacijsko metodo. V nadaljevanju smo v ZIF-8 z metodo kovalentnega povezovanja imobilizirali encim lakazo in tako sintetizirali kompozit lakaza@ZIF-8. Lakaza je oksidoreduktazni encim, ki katalizira oksidacijo fenilnih obročev v molekuli DCF, zato je kompozit lakaza@ZIF-8 primeren za razgradnjo DCF v mikroreaktorskem sistemu. Učinkovitost poroznih materialov pri adsorpciji in razgradnji DCF pri različnih pretokih skozi mikroreaktor smo zasledovali z visoko zmogljivostno tekočinsko kromatografijo (HPLC). Funkcionaliziranemu nano ogrodju lakaza@ZIF-8 smo določili aktivnost imobilizirane lakaze in učinkovitost imobilizacije. Proučili smo vpliv deleža volumna mrežnega povezovalca gluteraldehida (GA) in epiklorohidrina (ECH) ter koncentracije lakaze na učinkovitost imobilizacije in preostalo aktivnost encima. Izvedli smo tudi študijo ponovne uporabe, termične stabilnosti in skladiščenja imobilizirane lakaze.
Rezultati so pokazali, da je bil optimalen delež GA 10 (v/v) %, ECH pa 7,5 (v/v) %, ob optimalni koncentraciji lakaze 10 mg/mL. Preostala aktivnost lakaze po imobilizaciji je znašala 129,00 % s specifično aktivnostjo 4,48 U/mg (GA) in 118,13 % s specifično aktivnostjo 5,78 U/mg (ECH). Rezultati nakazujejo na hiperaktivacijo encima, ko smo ga imobilizirali na ZIF-8. Učinkovitost imobilizacije je znašala 95,60 % (GA) in 93,15 % (ECH). Imobilizirano lakazo smo lahko večkrat uporabili, izkazala se je za dobro termično stabilno z možnostjo daljšega skladiščenja pri 4 °C. Pri proučevanju adsorpcije in razgradnje DCF z ZIF-8 in lakazo@ZIF-8 v mikroreaktorju pri pretokih 125 µL/min in 250 µL/min smo ugotovili, da zmanjšanje začetnega pretoka na polovico nima bistvenega vpliva na končni delež adsorpcije oz. razgradnje DCF, vpliva le na čas, potreben za razgradnjo/odstranitev enake količine DCF. Ne glede na izbrani pretok se je izkazalo, da je imobilizirana lakaza na ZIF-8 učinkovitejša za odstranjevanje DCF, doseženi delež razgradnje je znašal okoli 90,00 %.
Ključne besede: MOFs, ZIF-8, lakaza, GA, ECH, DCF, mikroreaktor, HPLC, imobilizacija, razgradnja, adsorpcija
Objavljeno v DKUM: 28.10.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 30
Celotno besedilo (7,63 MB)
