Increasing of photochemical activity of bioentities by the combination of Algae and Grass-chloroplasts when Encapsulated into Hierarchical silica- Monoliths

Abstract

La actividad fotosintética de las plantas y microalgas puede ser ampliamente aprovechada para producir biomateriales con propiedades variadas tales como como la absorción de CO2 y la remoción de metales tales como Cu y Ni en aguas residuales. En este estudio, la especie de microalga Chlorella Vulgaris y cloroplastos extraídos residuos de césped Pennisetum Clandestinum fueron inmovilizados en monolitos de sílice con porosidad jerárquica mediante el método de emulsión de fase interna alta (HIPE). Adicionalmente, en esta investigación presentamos un nuevo modelo de monolito en el cual se encapsulan microalgas y cloroplastos en una misma matriz de sílice. Para poder comprobar su efectividad, se sintetizaron bajo las mismas condiciones otros dos modelos de monolitos utilizando cloroplastos y microalgas por separado. Para monitorear la preservación de la actividad fotosintética en los monolitos se utilizaron microscopia óptica y de fluorescencia, así como espectroscopias de UV-Vis, reflectancia difusa y fluorescencia. Para comprobar la capacidad de producir O2 de los monolitos se utilizó voltamperometría cíclica y también se realizaron pruebas cinéticas para comprobar la bio extracción de cobre y níquel. Los resultados demostraron que los tres tipos de monolitos sintetizados son capaces de mantener su actividad fotosintética y producir O2 hasta después de 90 días de encapsulación. El modelo de monolito propuesto presento mayor actividad en comparación a los otros después de 60 días. Las pruebas cinéticas demostraron que las microalgas encapsuladas por separado tienen mayor efectividad en la remoción de Cu y Ni.