تغییر مورفولوژی بسترهای سیلیکایی مزومتخلخل اس بی ای- 15 میله‌ای به بشقابی با استفاده از عنصر زیرکونیوم

نویسندگان

1 پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

2 پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

3 پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

4 پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

doi
10.30501/jamt.2637.70304
چکیده

لیپازها در زمینه های گسترده ای از علم زیست فن آوری به ویژه لبنیاتی، شوینده ها، مواد دارویی (ایبوپروفن، ناپروکسن)، مواد شیمیایی، کشاورزی (آفت کشها، حشره کش ها) و شیمی روغن (هیدرولیز چربی و روغن) کاربرد دارند. به منظور افزایش نیمه عمر آنزیم و استفاده مکرر از آن، در این تحقیق تثبیت لیپاز بر روی پایه‌ مزومتخلخل سیلیکایی SBA-15  (Santa Barbara Amorphous-15)، صورت پذیرفته و اثر کاهش طول کانال های تخلخل در میزان جذب لیپاز مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نفوذ کند آنزیم لیپاز، علاوه بر افزایش قطر تخلخل‌ها و بالا بردن سطح ویژه، کاهش طول کانال ها نیز از پارامترهای موثر در افزایش میزان جذب آنزیم در داخل تخلخل های SBA-15 می‌باشد. در این تحقیق برای اولین بار اثر کاهش طول کانال‌های SBA-15 بر روی میزان جذب فیزیکی آنزیم لیپاز مورد بررسی قرار گرفت. به منظور ساختSBA-15 از کوپلیمر سه بلوکی P123 (Triblock Copolymer Pluronic P-123)، به عنوان هدایت کننده ساختار و تترا اتیل اورتوسیلیکات به عنوان منبع سیلیکایی در محیط اسیدی استفاده شد. تترا متیل بنزن برای افزایش قطر تخلخل‌ها مورد استفاده قرار گرفت. با تنظیم زمان پیش هیدرولیز به مدت 30 دقیقه، بهترین اندازه تخلخل با حفظ نظم ساختاری به دست آمد. به منظور کاهش طول کانال‌ها از یون زیرکونیوم چهار ظرفیتی به صورت ترکیب کلرید زیرکونیل هشت آبه استفاده شد.به کمک روش‌های پراش پرتو ایکس کم دامنه، منحنی جذب و واجذب نیتروژن ، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه و آنالیز حرارتی اثر زمان پیش هیدرولیز و یون زیرکونیوم مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از اصلاحات انجام شده در روش سنتز معمول ژائو، سطح ویژه 782 متر مربع بر گرم و توزیع اندازه تخلخل در حدود 10 نانومتر برای نمونه‌های مزومتخلخل سیلیکایی SBA-15 به دست آمد. کاهش طول کانال‌های مزومتخلخل از حدود800 نانومتر به کمتر از 100 نانومتر نیز از دستاوردهای این تحقیق بوده است. میزان جذب آنزیم لیپاز در بایوکاتلیست اصلاح شده از 473 میلی گرم بر گرم مزومتخلخل به 783 میلی گرم بر گرم رسید.