619 matches
-
derivatizare); sensibilitate față de pH; utilizare limitată în adsorbția pe coloană (limitări hidrodinamice, colmatarea coloanei); proces nedistructiv. 3.3.2. Chitosan brut și materiale pe bază de chitosan Chitosanul are trei tipuri de grupe funcționale reactive, o grupă amino și grupele hidroxil primară și secundare din pozițiile C-2, C-3 și C-6. Avantajul său față de alte polizaharide este că structura sa chimică permite modificări specifice fără mari dificultăți, în special în poziția C-2. Aceste grupări funcționale permit reacții de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
flexibilității catenei polimerice. Așadar, etapa chimică poate conduce la scăderea semnificativă a eficienței reținerii coloranților și capacității de adsorbție, în special în cazul reacțiilor chimice care implică grupări aminice, deoarece grupările aminice ale polimerului sunt mult mai active decât grupările hidroxil și pot fi mult mai ușor atacate de agenții de funcționalizare. În consecință, este important să se cunoască, controleze și caracterizeze condițiile reacției de funcționalizare deoarece acestea determină și permit reglarea densității de funcționalizare, care este parametrul principal care influențează
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
în primul rând, grupele aminice libere din chitosan sunt mult mai reactive și eficiente pentru a chelatiza poluanți, comparativ cu grupele acetil din chitină, și este indiscutabil că situsurile aminice sunt principalele grupe reactive pentru adsorbția coloranților (anionici), deși grupările hidroxil (în special în poziția C-3) pot contribui la adsorbție. Aproape toate proprietățile funcționale ale chitosanului depind de lungimea catenei, densitatea de sarcină și distribuția sarcinii și multe dintre proprietățile sale de sorbent derivă din natura sa cationică și comportamentul
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
fi că în condiții acide H+ din soluție pot protona grupele aminice ale chitosanului. Colorantul este însă adsorbit de chitosan în procent de 96-98% și pentru pH-ul inițial de 6-11. Acest comportament poate fi explicat și prin accesibilitatea grupelor hidroxil din chitosan. În condiții alcaline are loc deprotonarea grupelor hidroxil. Grupele hidroxil ale polimerului chitosan pot adsorbi colorantul prin legare covalentă, similar mecanismului de adsorbție a coloranților reactivi pe polimerii celulozici în procesul de vopsire. În procesele de vopsire se
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
grupele aminice ale chitosanului. Colorantul este însă adsorbit de chitosan în procent de 96-98% și pentru pH-ul inițial de 6-11. Acest comportament poate fi explicat și prin accesibilitatea grupelor hidroxil din chitosan. În condiții alcaline are loc deprotonarea grupelor hidroxil. Grupele hidroxil ale polimerului chitosan pot adsorbi colorantul prin legare covalentă, similar mecanismului de adsorbție a coloranților reactivi pe polimerii celulozici în procesul de vopsire. În procesele de vopsire se știe că gruparea -Cl a coloranților reactivi poate reacționa cu
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
ale chitosanului. Colorantul este însă adsorbit de chitosan în procent de 96-98% și pentru pH-ul inițial de 6-11. Acest comportament poate fi explicat și prin accesibilitatea grupelor hidroxil din chitosan. În condiții alcaline are loc deprotonarea grupelor hidroxil. Grupele hidroxil ale polimerului chitosan pot adsorbi colorantul prin legare covalentă, similar mecanismului de adsorbție a coloranților reactivi pe polimerii celulozici în procesul de vopsire. În procesele de vopsire se știe că gruparea -Cl a coloranților reactivi poate reacționa cu moleculele materialului
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
pot adsorbi colorantul prin legare covalentă, similar mecanismului de adsorbție a coloranților reactivi pe polimerii celulozici în procesul de vopsire. În procesele de vopsire se știe că gruparea -Cl a coloranților reactivi poate reacționa cu moleculele materialului textil la grupele hidroxil ale celulozei (Cel-OH) prin ionizare, după ce pH-ul este ajustat cu Na2CO3. Cel-OH se deprotonează în condiții alcaline și se transformă în ionul celulozic (Cel-O-). Acesta din urmă formează o legătură covalentă cu colorantul reactiv, după care grupările -Cl ale
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
acest proces de vopsire, s-a adăugat Na2SO4 în prima etapă a vopsirii pentru a preveni hidroliza colorantului și a crește adsorbția fizică a acestuia pe fibră. Apele reziduale sintetice au conținut colorant reactiv, Na2SO4 și Na2CO3. Ca urmare, grupele hidroxil ale chitosanului ar putea fi legate de colorantul reactiv prin legături covalente la pH alcalin, la fel ca în cazul procesului de vopsire. În cazul altor coloranți (Uzun, 2006) s-a constatat că datorită ariei suprafeței specifice BET foarte mici
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
cu aceștia. Prin hidroliză se rup legăturile Si-O și Al-OH de la suprafața cristalelor de argilă. Atomii de siliciu de la suprafață tind să își mențină coordinarea tetraedrică cu oxigenul și își completează coordinarea la temperatura camerei prin atașarea grupelor monovalente hidroxil, cu formarea grupelor silanol. Teoretic, este posibil ca un atom de siliciu să aibă două sau trei grupe hidroxil, conducând la grupe silandiol, respectiv silantriol. Este puțin probabil ca grupele silantriol să existe la suprafața silicei (Alkan și al., 2005
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de la suprafață tind să își mențină coordinarea tetraedrică cu oxigenul și își completează coordinarea la temperatura camerei prin atașarea grupelor monovalente hidroxil, cu formarea grupelor silanol. Teoretic, este posibil ca un atom de siliciu să aibă două sau trei grupe hidroxil, conducând la grupe silandiol, respectiv silantriol. Este puțin probabil ca grupele silantriol să existe la suprafața silicei (Alkan și al., 2005; Doğan și al., 1997). Valoarea pHpzc pentru caolinit este 2,35 (Alkan și al., 2005), iar suprafața este pozitivă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
apoi uscată la 60șC timp de 24 ore și păstrată în exicator ca biosorbent pentru testările ulterioare. Acidul citric se deshidratează conducând la o anhidridă reactivă după încălzire. Introducând biomasa în amestecul de reacție, anhidrida formată poate reacționa cu grupele hidroxil de pe suprafața produsului natural (RB-OH) formând un aduct biomasă-citrat, conform reacției (Mao și al., 2009b): Creșterea temperaturii de la 25 la 130șC conduce la o creștere a cantității de colorant Basic Blue 3 reținute, deoarece crește gradul de reticulare a biomasei
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de intensitate medie de la 1411 cm-1 poate fi atribuit vibrației de întindere simetrice a anionului carboxilat. După introducerea acidului citric pe suprafața biomasei (Figura 4.24b), suprapunerea extinsă produsă în domeniul de la 3325 la 3309 cm-1 poate fi atribuită grupelor hidroxil de pe suprafața biomasei naturale implicate în reacția de esterificare cu acidul citric. Picul evidențiat de la 1411 cm-1, asociat cu vibrația de întindere a C=O, se schimbă marcant la 1404 cm-1. De asemenea, se observă un nou pic la 1729
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
biomasei naturale constau în situsuri de: carboxil (B-COO-), fosfat (B-HPO4-) și amino (B-NH3+) Banda largă și intensă din domeniul de la 3200 la 3600 cm-1 poate fi datorată suprapunerii legăturii N-H a grupelor amino și legăturii O-H a grupelor hidroxil. Picurile de la 1658, 1536 și 1235 cm-1 sunt atribuite vibrațiilor de deformare ale legăturilor N-H, vibrațiilor de întindere a legăturilor H-N-C și respectiv întinderii legăturilor C-N. Picurile de absorbție caracteristice grupelor fosfat sunt situate în jurul 1157 cm-1 (vibrație
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
imobilizate conținând S. quadricauda activă și inactivată prin temperatură ridicată. Structura perlelor a fost examinată prin microscopie de scanare electronică (Figura 4.33). Peretele celular al matricei de algă verde conține o varietate de grupe funcționale, de exemplu amino, carboxil, hidroxil, fosfat și alte grupe încărcate, create datorită componenților lor cu structură complexă heteropolizaharidici și lipidici, care facilitează legarea colorantului pe pereții celulei de algă. Aceste grupe funcționale și proprietățile de suprafață ale biomasei de algă pot fi observate comparând spectrele
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
extracelulară, grupele funcționale chimice ale peretelui celular joacă rolul esențial în biosorbție. Datorită naturii componenților celulari, pe suprafața peretelui celular al microorganismelor pot fi prezente mai multe tipuri de grupe funcționale, dintre care frecvent sunt întâlnite grupele carboxil, fosfat, amino, hidroxil și sulfhidril (Beveridge și Murray, 1976; Doyle și al., 1980; van der Wal și al., 1997). Prezența sau absența, precum și raportul în care se găsesc aceste grupe, depinde de natura microorganismului utilizat ca biosorbent. Global, pereții posedă o încărcare negativă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
intensă din domeniul 3200-3600 cm−1 poate fi datorată suprapunerii vibrațiilor de întindere OH și NH, care este însemnată la picurile de la 1115 și 1161 cm−1, caracteristice vibrațiilor de întindere C-O alcoolic și C-N indicând prezența grupelor hidroxil și de amină pe suprafața biomasei. Picul de la 1161 cm−1 corespunzător biomasei, după sorbția RO16, se intensifică față de cel al biomasei inițiale, în timp ce picul de la 1115 cm−1 descrește considerabil. Picul de la 1385 cm−1 poate fi atribuit vibrațiilor
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
observă (Figura 4.46) pentru ambele preparate fungice picuri intense la frecvențele 3500-3200 și 1540 cm-1 reprezentând vibrațiile de întindere ale grupelor amino. Benzile vibrațiilor de întindere ale grupărilor amino ale preparatelor fungice s-au suprapus parțial peste banda grupei hidroxil de la 3500-3300 cm-1. Picurile intense din apropierea frecvențelor 1650, 1400 și 1240 cm-1 sunt cauzate de banda de întindere C=O a grupelor carbonil. Pentru grupele fosfat apar anumite picuri de adsorbție caracteristice, în jur de 1150 și 1078 cm-1, reprezentând
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
cu acid și cu bază (Figura 4.47). În general, spectrele FTIR ale tuturor preparatelor au picuri intense la nivelul frecvențelor 3500-3200 și 1540 cm-1 reprezentând vibrațiile de întindere ale grupelor amino. Aceste benzi sunt suprapuse peste marginea benzii grupei hidroxil de la 3500-3300 cm-1. Picurile intense din jurul 1650, 1400 și 1240 cm-1 sunt cauzate de vibrațiile de întindere C=O a grupelor carbonil. Pentru grupele fosfat există picurile de absorbție caracteristice la 1150 și 1078 cm-1 reprezentând întinderea P=O și
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
loc probabil prin același mecanism. Procesul este foarte rapid, echilibrul stabilindu-se în maxim 30 minute (Dulman și al., 2000). 4.3.3.4. Alge Matricea pereților celulari ai algelor verzi conține grupe funcționale diferite, ca de exemplu amino, carboxil, hidroxil, fosfat și alte grupe încărcate existente datorită unor componenți de tip heteropolizaharide complexe și lipide. La valori scăzute de pH, biomasa va avea o încărcare net pozitivă. Este de așteptat ca grupele funcționale care conțin azot (amine sau imidazoli) în
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Green (MG+) pe biosorbentul Chlorella crește când pH-ul inițial în soluție se modifică de la 3,0 la 11,0. Rezultă că încărcarea suprafeței biomasei poate fi negativă într-un domeniu larg de pH datorită grupelor funcționale preponderente de tip hidroxil și carboxil, care pot acționa ca agenți de biosorbție sau situsuri cu sarcini negative. Competiția între cationi și protoni pentru situsurile de biosorbție arată că biosorbția MG+ se va intensifica la valori mari de pH. Este cunoscut că punctul izoelectric
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
FTIR ale biosorbentului, înainte și după biosorbția colorantului Acid Yellow 17 (AY-17), au permis identificarea grupelor funcționale implicate în biosorbție (Figura 4.51). Banda intensă de la 3435 cm-1 reflectă vibrațiile de întindere ale N-H and O-H ale grupelor hidroxil și aminice de pe suprafața nămolului granular neviabil și banda de la 2926 cm-1 s-a datorat vibrației asimetrice a CH2. Banda de la 1400 cm-1 ar putea fi atribuită vibrației de întindere simetrică a C=O din carboxil și vibrației de deformare
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
și 1236 cm-1 se deplasează la 1638, 1544 și respectiv 1234 cm-1. După ce nămolul granular aerobic neviabil a sorbit colorantul acid, intensitatea benzilor de la 3435, 2926, 1400 și 1054 cm-1 descrește total, sugerând că N-H și O-H a hidroxilului și aminei, grupa CH2 a lipidelor, C=O a carboxilatului, OH a polizaharidelor au fost implicate în biosorbția colorantului. Benzile de la 3435, 2926, 1400 și 1054 cm-1 s-au deplasat la 3434, 2925, 1402 și respectiv 1051 cm-1. Așa cum s-
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
în principal bacterii, protozoare și EPS. Peretele celulelor bacteriene, membranele externe ale celulelor protozoarelor eucariote și EPS sunt compuse din proteine, lipide, polizaharide și acizi nucleici. Compușii organici din nămolul aerobic neviabil granular au grupe de tip acid carboxilic, aldehidă, hidroxil, sulfhidril, fosfat și amino capabile de a reacționa cu coloranții prezenți în soluție. Rezultatele FTIR au arătat că principalele grupe chimice funcționale responsabile pentru biosorbția colorantului Acid Yellow 17 pe acest tip de biosorbent au fost amino, hidroxil, carboxil. Din
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
carboxilic, aldehidă, hidroxil, sulfhidril, fosfat și amino capabile de a reacționa cu coloranții prezenți în soluție. Rezultatele FTIR au arătat că principalele grupe chimice funcționale responsabile pentru biosorbția colorantului Acid Yellow 17 pe acest tip de biosorbent au fost amino, hidroxil, carboxil. Din spectrele înregistrate se observă anumite diferențe la biosorbentul granular față de nămolul activ care pot fi datorate particularităților metodei de obținere și sursei de proveniență. Pe baza datelor de titrare potențiometrică au fost caracterizate situsurile de legare ale biomasei
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
care poate explica capacitatea de adsorbție redusă pentru acest colorant. Totuși, Dohanyos și al. (1978) au arătat că unii coloranți acizi pot fi reținuți pe nămol activ. Testările au fost efectuate pe 20 coloranți și conform rezultatelor obținute prezența grupelor hidroxil crește capacitatea de îndepărtare a a coloranților, în timp ce prezența grupelor sulfonice, dar și creșterea numărului acestora descrește această proprietate. Colorantul Acid Yellow posedă două grupe sulfonice și acesta poate constitui un motiv al slabei legări a colorantului. În schimb, coloranții
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]