Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: Ultrafiltracija in nanofiltracija sta v zadnjem času tema številnih raziskav spreminjanja funkcionalnosti membran za selektivno odstranjevanje ionov težkih kovin predvsem zaradi zaostrovanja mejnih dovoljenih koncentracij za direktne izpuste odpadnih voda v okolje. Nameni raziskave so bili površinska modifikacija UF PVDF-4 membrane s sol-gel funkcionaliziranimi nanodelci, testiranje različnih izvedbenih tehnik površinskega nanosa ter primerjava učinkovitosti zadrževanja Pb2+ ionov iz modelne raztopine z modificirano UF membrano v primerjavi z nemodificirano UF in izbrano NF membrano. Testirana je bila tudi učinkovitost čiščenja membran ter preverjanje njihove stabilnosti z dolgotrajno filtracijo (7h). Karakterizacija sol-gel nanosov in membran je bila izvedena s ciljno izbranimi analiznimi metodami (BET; TEM; FT-IR; permeabilnost; NMWCO). Vrednotenje učinka zadrževanja Pb2+ ionov z uporabljenimi membranami se je izvedlo posredno z uporabo AAS analize. Rezultati so pokazali, da je naprševanje najprimernejša izvedbena tehnika površinske modifikacije membran z delci, sintetiziranimi pri pogojih TEOS:MPTMS=1:2, 50 °C. Tako modificirana membrana pri najprimernejšem delovnem tlaku 8 bar omogoča zadrževanje Pb2+ ionov do 88,2%, kar je do 20,5% več v primerjavi z izbrano NF membrano pri 20 bar. Kot najbolj učinkovito čistilno sredstvo se je izkazala raztopina citronske kisline.
Ključne besede: 3-merkaptopropil trimetoksisilan, čiščenje membran, funkcionalizacija nanodelcev, nanofiltracija, površinska modifikacija membran, SiO2 nanodelci, ultrafiltracija
Objavljeno v DKUM: 03.10.2016; Ogledov: 2156; Prenosov: 209
Celotno besedilo (5,59 MB)

Opis: V doktorski nalogi je nazorno predstavljen postopek sinteze magnetnih nanodelcev iz železovega oksida maghemita, γ-Fe2O3, za vezavo biokatalizatorja. Magnetni nanodelci, ki v zadnjih letih vse bolj pridobivajo na vrednosti kot potencialni encimski nosilci, so bili najprej sintetizirani z metodo obarjanja ali koprecipitacije železovih (II, Fe2+) in železovih (III, Fe3+) ionov v alkalnem mediju pri hitrem mešanju in visoki temperaturi. Površinska funkcionalizacija magnetnih nanodelcev je bila izvedena v dveh stopnjah. Primarna funkcionalna prevleka iz silicijevega dioksida (SiO2), ki delcem daje predvsem višjo stabilnost, je bila sintetizirana pri striktno kontroliranih reakcijskih pogojih iz natrijevega silikata ali Na2SiO3. Sekundarni funkcionalni sloj za doseganje višje funkcionalnosti in reaktivnosti površine nanodelcev je bil sintetiziran iz organskih molekul aminosilana ali 3-(2-aminoetilamino)-propil-dimetoksimetilsilana v kislem mediju. V nadaljnjem so bili tako površinsko spremenjeni magnetni nanodelci uporabljeni za imobilizacijo specifičnega biokatalizatorja holesterol oksidaze (ChOx, EC 1.1.3.6) iz Corynebacterium sp. Analiza magnetnih nanodelcev z imobilizirano ChOx je pokazala, da so imeli nanodelci značilno obliko kroglice ali sfere s povprečnim premerom 50,2 nm. Vezava holesterol oksidaze je bila uspešno potrjena tudi s FT-IR tehniko. Učinkovitost imobilizacije na magnetni nosilec je znašala 92 % pri uporabljeni koncentraciji encima 100 µg mL-1. Aktivnost imobilizirane ChOx na magnetne nanodelce, prevlečene s tanko plastjo silikatne prevleke premera 3 nm, je bila 57 % v primerjavi z aktivnostjo ChOx. Študija vpliva pH-vrednosti in temperature na aktivnost in stabilnost encimskega preparata je pokazala, da ima imobilizirana ChOx višjo toleranco na spremembo pH-vrednosti okolja in višjo termično stabilnost. Prav tako je bila stabilnost imobilizirane ChOx pri ponovni uporabi dobra. V drugem delu doktorske disertacije je opisana priprava aktivnih encimskih skupkov iz encima peroksidaze (HRP, EC 1.11.1.7), pridobljenega iz navadnega hrena (lat.: Armoracia rusticana or Cochlearia armoracia), in postopek zamreženja le-teh z glutaraldehidom za pripravo končne oblike stabilnih zamreženih encimskih skupkov ali na kratko CLEAs. Postopek priprave CLEAs je bil razdeljen na dva ključna dela, in sicer, na obarjanje topnega ali nativnega encima s pomočjo ustreznega obarjalnega reagenta, in na nadaljnjo zamreženje tako izoborjenega encima s pomočjo mrežnega povezovalca. Končni videz CLEAs je podoben motni suspenziji, v kateri so jasno vidni skupki encimov, značilne sferične oblike in premera okrog 250 nm. Uspešno smo sintetizirali zamrežene encimske skupke iz hrenove peroksidaze pod različnimi testnimi pogoji. Končna aktivnost encimskih skupkov iz HRP je bila 83 %. Zamrežene encimske skupke smo sintetizirali v prisotnosti encima albumina iz kokošjih jajc in funkcionalnega aditiva, penta-etilen-heksanamina (PEHA). Encim albumin poveča stabilnost encimskih skupkov, medtem ko PEHA poveča število prostih amino skupin (-NH2) na zunanji površini encima HRP, kar poenostavi postopek zamreženja encimskih delcev z mrežnim povezovalcem.
Ključne besede: imobilizacija biokatalizatorja, encimski nosilci, nanostrukturirani materiali, magnetni nanodelci, površinska funkcionalizacija, zamreženi encimski skupki, stabilizacija biokatalizatorja, holesterol oksidaza, hrenova peroksidaza
Objavljeno v DKUM: 04.05.2011; Ogledov: 4650; Prenosov: 489
Celotno besedilo (5,98 MB)