پديد آورندگان :
ارمند، رحام دانشگاه صنعتي خاتم الانبياء(ص) بهبهان - دانشكده علوم پايه - گروه زيست شناسي , ريگي، گرشاسب دانشگاه شهركرد - دانشكده علوم پايه - دانشكده علوم پايه , عليزاده، رضا دانشگاه حضرت معصومه(س) - دانشكده علوم
كليدواژه :
تثبيت آنزيم لاكاس , رنگ مستقيم سبز 6 , نانو ذرات فريت روي , حذف رنگ , سيستم آنزيمي
چكيده فارسي :
زمينه و هدف: مديريت پساب‌‌هاي رنگي توليدي در كارخانجات و واحدهاي صنعتي كه حاوي رنگ‌هاي سمي آلاينده مي‌باشند، براي حفظ محيط زيست ضروري است. با توجه به كاربردها و تأثيرات شگرفي كه استفاده از نانو مواد و فناوري نانو در حوزه حفاظت از محيط زيست دارد از تركيب نانوساختار ZnFe2O4 به عنوان پايه استفاده شده است. از طرفي، فرايندهاي آنزيمي به دليل هزينه‌هاي پائين و ارزان بودن مي‌تواند. جهت رنگ‌زدايي از پساب‌ها،فرايندهاي نوين و پر كاربردي باشند. هدف اين مطالعه تعيين كارائي حذف رنگ سبز 6 با استفاده از تثبيت آنزيم لاكاس بر روي نانو ذرات فريت روي از محلول‌هاي آبي مي‌باشد.
مواد و روش‌ها:در اين پژوهش كه در مقياس آزمايشگاهي انجام شده است ،ابتدا نانوذرات مغناطيسي فريت روي ZnFe2O4 به روش سل ژل سنتز گرديد. سپس با نشاندن آنزيم لاكاس بر روي آن و عامل‌دار كردن آنزيمي نانوذرات از آن براي حذف رنگ مستقيم سبز 6 از درون محلول آبي استفاده شد. در نشاندن آنزيم بر روي سطح نانو ذرات از كاتاليزگرهاي داراي طول عمر بالا استفاده گرديد. براي بررسي خصوصيات فيزيكي نانوذرات سنتز شده از نورسنجي فروسرخ (FTIR)، تفرق پرتو ايكس (XRD) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي استفاده شد. شرايط مورد بررسي شامل زمان تماس (60-120دقيقه)، مقدار جاذب (1-1/0 ميليگرم بر ليتر)، (PH9، 8، 7، 4، 3) و غلظت رنگ اوليه (10 تا100 ميليگرم بر ليتر) بوده است.
يافته‌ها: يافته‌هاي تحقيق نشان از ساختار كريستالي كروي و يكنواخت نانو ذرات آنزيمي و ميانگين اندازه نسبتاً يكسان 23 تا 40 نانومتر داشت. بررسي‌هاي نورسنجي طيف نانوذرات فريت روي آنزيم‌دار (IZFN) در پيك‌هاي 1199 و 1284 و 2956 و 1714 تأييد‌كننده گروه CH2 تري اتوكسي سيلان، گروه C=O مربوط به پيوند پپتيدي و همچنين S=O و C-N مربوط به گروهSO در آنزيم لاكاس است. بنابراين نانو ساختار بودن تركيب لايه نشاني‌شده آنزيمي تأييد مي‌شود. بيشترين حذف رنگ با مقدار جاذب 2/0 ميليگرم بر ليتر، غلظت اوليه رنگ 10 ميليگرم بر ليتر، 4/3 pH=و زمان تماس 120 دقيقه به ميزان 95 درصد است.
نتيجه‌گيري: تركيب لايه نشاني شده آنزيمي ساخته شده در اين پژوهش با عنوان نانوذره فريت روي آنزيم‌دار مي‌تواند جاذب مناسبي به منظور حذف آلودگي رنگي به خصوص رنگ مستقيم سبز 6 از پساب صنايع رنگرزي پارچه در مقايسه با ديگر مواد نانوساختار مشابه باشد.
چكيده لاتين :
Background and Objective: Manufactured wastewater management of industrial units containing toxic
pollutants is essential for environmental protection. Considering the great applications and effects of using the
nanomaterial and nanotechnology in the field of environmental protection, the nanoparticle of ZnFe2O4 has been
used as a basic particle. On the other hand, enzyme processes, due to their low costs and cheapness, can be used
as the new and efficient processes for decolorization from wastewater. Therefore, the aim of this study was to
evaluate the efficiency of removal of green 6 direct dyes from aqueous solutions using immobilized laccase
enzyme on zinc ferrite nanoparticle.
Materials and Methods: First, the magnetic zinc ferrite nanoparticles (ZnFe2O4) were synthesized using sol-gel
method. Then, by immobilizing laccase enzyme onto it and enzyme activation of the nanoparticles, it was used
to remove green 6 direct dye from the aqueous solution. Long-life catalytic converters have been used to
immobilize the enzyme on the surface of nanoparticles. In order to study the physical properties of the synthesized nanoparticles, Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD) pattern and
scanning electron microscopy (SEM) were used. The investigated conditions included contact time (120-160
minutes), adsorbent dosage (0.1-1mg/l), pH (3,4,7,8,9) and initial color concentration (10 to 100 mg /l).
Results: The results of the study showed a spherical and even crystalline structure of the enzymatic
nanoparticles, with an average size of approximately equal to 23 to 40 nm. Photometric studies of the
immobilized enzyme on zinc nanoparticle (IZFN) spectra at 1199, 1284, 2956 and 1714 peaks confirmed the
CH2 group of triethoxymethylsilane, the peptide bond c = o group, as well as the S = O and C-N groups of the
SO group in the Lacas enzyme. Therefore, the nanoscale composition of the enzyme immobilizing layers was
confirmed. The maximum removal of color was 95% with the adsorbent dose of 0.2 mg/L, at the initial
concentration of 10 mg /L, pH = 3.4 and the contact time of 120 minutes
Conclusion: The combination of the immobilized enzyme layers made in this study with immobilized enzyme
on zinc nanoparticle can be a suitable adsorbent for the removal of dye contamination, especially the green 6
direct dyes from fabric dyeing wastewaters, as compared to the other similar nanoparticles.
