تثبیت گلوکز اکسیداز بر روی نانو ذرات مغناطیسی fe3o4 و بررسی کاربرد آن در حذف آلاینده های آلی

هدف این پژوهش رنگزدایی زیستی آب می باشد. سیستم گلوکز-گلوکزاکسیداز به عنوان عامل رنگزدایی انتخاب گردید. برای اینکه سیستم قابلیت استفاده مکرر و پیوسته را دارا باشد تثبیت آنزیم روی پایه های مختلف مگنتیت، کامپوزیت مگنتیت-کربن فعال و کربن فعال گرانوله بررسی شد. با توجه به مقدار آنزیم تثبیت شده روی پایه ها و همچنین خاصیت مغناطیسی شدید مگنتیت و جداسازی راحت آن بعد از فرایند رنگزدایی، مگنتیت به عنوان پایه جهت تثبیت آنزیم انتخاب شد. جهت یافتن شرایط مناسب برای تثبیت آنزیم بر روی نانو ذرات اکسید آهن، اثر پارامتر های ph(7 تا 4)، دما (5 تا 20 درجه سانتی گراد)، مقدار آنزیم (u/g900 تا u/g 3600) و زمان (2 تا 5/3 ساعت) مورد بررسی قرار گرفت. اندازه کریستال ها ی مگنتیت با استفاده از پراش اشعه x، nm26 و با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی اندازه متوسط ذرات nm 50-40 بدست آمد. رنگ زدایی در 100 میلی لیتر محلول حاوی mg/l30 ماده رنگزا (اسید زرد 12) در حضور3/0 گرم بیو کاتالیست (u/g450 آنزیم تثبیت شده بر روی fe3o4) در مدت120 دقیقه حدود 5/66 % انجام شد. جهت بررسی اثر مستقیم و همچنین تعیین محدوده ی تغییر پارا متر های غلظت گلوکز، ph، دما و غلظت ?fe?^(2+) در طراحی آزمایش ، پارامتر ها به صورت یکی در یک زمان در فرایند رنگزدایی به روش بیو فنتون مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از نرم افزار minitab 15 به روش رویه پاسخ و ترکیب مرکزی شرایط رنگزدایی بهینه سازی شد. ph، دما، غلظت اولیه گلوکز و غلظت fe+2 به عنوان عوامل موثر در پنج سطح مطالعه شدند و اثرات خطی، مربعی و بر همکنش بین عوامل بررسی شد. نقطه بهینه به صورت 5/4ph= ، دمای 29 درجه سانتی گراد، غلظت سوبسترای g/l5/1 و غلظت fe+2 g/l4/1 به دست آمد. به طوری که در این شرایط مقدار رنگزدایی 27/62% در مدت 120 دقیقه بود. در مورد بررسی سینتیک فرایند حذف رنگ اسید زرد 12 به روش بیو فنتون، جهت تعیین درجه واکنش می توان گفت که تنها در یک شرایط خاص از مدل سینتیکی درجه 2 پیروی شد و در سایر شرایط برای بدست آوردن درجه کلی واکنش از روش زمان نیمه عمر استفاده گردید.