Desarrollo de sólidos micro-mesoporosos para aplicaciones ambientales en biocatálisis y adsorción de contaminantes fenólicos en aguas.

Abstract

El uso de procesos enzimáticos en la industria está teniendo mayor impacto, debido a la elevada eficiencia, selectividad y alta biodegradabilidad en el ambiente de las enzimas, pero suele verse obstaculizado su uso por su elevado costo y baja perdurabilidad en el tiempo, cuando el proceso ocurre empleando la enzima libre. Debido a ello, la inmovilización de la enzima en un soporte sólido juega un papel significativo en su recuperación, conservación, estabilidad y para disminuir costos en su implementación. Los carbones activados son soportes adecuados para ser empleados en procesos como adsorción y para inmovilizar enzimas, ya que pueden prepararse a partir de residuos lignocelulósicos, implicando ello un bajo costo de producción; presentan además una amplia distribución de tamaño de poros, elevada capacidad de adsorción, buenas propiedades mecánicas, inercia y no toxicidad. El objetivo de este proyecto es el estudio textural y de la química superficial de diferentes carbones activados micromesoporosos comerciales y preparados a partir de precursores lignocelulósicos modificados químicamente, para evaluar la capacidad de adsorción de contaminantes fenólicos en agua y su uso como soporte para inmovilizar la enzima peroxidasa de rábano, evaluando la estabilidad, conservación y perdurabilidad en estos soportes y su aplicación en la degradación enzimática de derivados fenólicos. Las actividades propuestas para cumplir con este objetivo, comprenderán: 1. Preparación y acondicionamiento de carbones activados, 2. Caracterización textural y química (adsorción de N2 a 77.4 K y CO2 a 273K, FTIR, SEM y titulación selectiva de grupos funcionales superficiales (Boehm) y Punto de Carga Cero), 3. Inmovilización de la enzima 4. Estudio comparativo empleando la reacción de degradación de fenol con la enzima libre e inmovilizada en los diferentes soportes sólidos y pruebas de adsorción de fenoles en soluciones acuosas.

The use of enzymatic processes in the industry is having greater impact, due to the high efficiency, selectivity and high biodegradability in the environment of the enzymes, but its use is often hindered by its high cost and low durability over time, when the process It occurs using the free enzyme. Due to this, the immobilization of the enzyme in a solid support plays a significant role in its recovery, conservation, stability and to reduce costs in its implementation. Activated carbons are suitable supports to be used in processes such as adsorption and to immobilize enzymes, since they can be prepared from lignocellulosic residues, implying a low production cost; they also have a wide distribution of pore size, high adsorption capacity, good mechanical properties, inertia and non-toxicity. The objective of this project is the textural and surface chemistry study of different commercial micromesoporous activated carbons and prepared from chemically modified lignocellulosic precursors, to evaluate the adsorption capacity of phenolic contaminants in water and their use as a support to immobilize the enzyme radish peroxidase, evaluating the stability, conservation and durability of these supports and their application in the enzymatic degradation of phenolic derivatives. The activities proposed to meet this objective will include: 1. Preparation and conditioning of activated carbons, 2. Textural characterization and chemistry (adsorption of N2 at 77.4 K and CO2 at 273K, FTIR, SEM and selective titration of surface functional groups (Boehm) and Zero Load Point), 3. Immobilization of the enzyme 4. Comparative study using the phenol degradation reaction with the free and immobilized enzyme in the different supports solids and adsorption tests of phenols in aqueous solutions.