4,582 matches
-
și natura chitosanului, cum ar fi structura fizică, natura chimică și grupele funcționale; - condițiile de activare a materialului polimeric brut (tratarea fizică, modificări chimice); - influența variabilelor de proces, cum ar fi timpul de contact, concentrația inițială a colorantului, cantitatea de polimer și viteza de agitare; - chimia colorantului (valoarea pKa, polaritatea, masa moleculară, grupele funcționale); - condițiile din soluție: pH-ul, tăria ionică, temperatura și prezența impurităților. Capacitatea de adsorbție a chitosanului depinde de o serie de parametri fizici, cum ar fi cristalinitatea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
prezența impurităților. Capacitatea de adsorbție a chitosanului depinde de o serie de parametri fizici, cum ar fi cristalinitatea, aria suprafeței, porozitatea, tipul de particule, dimensiunea particulelor, conținutul de apă. Acești parametri sunt determinați de condițiile selectate pentru prepararea și condiționarea polimerului. Se cunosc trei forme cristaline ale chitinei: α-, β- și γ-chitina. Cea mai abundentă și ușor accesibilă formă este α-chitina. Chitosanul este de asemenea cristalin și prezintă polimorfism în funcție de starea sa fizică. În funcție de originea și tratarea polimerului în timpul extracției din
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
prepararea și condiționarea polimerului. Se cunosc trei forme cristaline ale chitinei: α-, β- și γ-chitina. Cea mai abundentă și ușor accesibilă formă este α-chitina. Chitosanul este de asemenea cristalin și prezintă polimorfism în funcție de starea sa fizică. În funcție de originea și tratarea polimerului în timpul extracției din materiile prime, cristalinitatea reziduală poate varia considerabil. Cristalinitatea este maximă pentru chitină (0% deacetilată) și chitosanul complet deacetilat. În general, chitosanul comercial constă în polimeri semicristalini și gradul de cristalinitate este funcție de gradul de deacetilare. Cristalinitatea joacă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
cristalin și prezintă polimorfism în funcție de starea sa fizică. În funcție de originea și tratarea polimerului în timpul extracției din materiile prime, cristalinitatea reziduală poate varia considerabil. Cristalinitatea este maximă pentru chitină (0% deacetilată) și chitosanul complet deacetilat. În general, chitosanul comercial constă în polimeri semicristalini și gradul de cristalinitate este funcție de gradul de deacetilare. Cristalinitatea joacă un rol important în eficiența adsorbției. S-a constatat că chitosanul necristalizat este mult mai eficient în adsorbția coloranților anionici. Cristalinitatea controlează hidratarea polimerului, care la rândul ei
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
chitosanul comercial constă în polimeri semicristalini și gradul de cristalinitate este funcție de gradul de deacetilare. Cristalinitatea joacă un rol important în eficiența adsorbției. S-a constatat că chitosanul necristalizat este mult mai eficient în adsorbția coloranților anionici. Cristalinitatea controlează hidratarea polimerului, care la rândul ei determină accesibilitatea la situsurile interne. Acest parametru influențează puternic cinetica hidratării și adsorbției. Dizolvarea polimerului conduce la ruperea legăturilor de hidrogen între lanțurile de polimer. Cristalinitatea redusă a polimerului poate fi menținută prin uscarea prin înghețare
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
important în eficiența adsorbției. S-a constatat că chitosanul necristalizat este mult mai eficient în adsorbția coloranților anionici. Cristalinitatea controlează hidratarea polimerului, care la rândul ei determină accesibilitatea la situsurile interne. Acest parametru influențează puternic cinetica hidratării și adsorbției. Dizolvarea polimerului conduce la ruperea legăturilor de hidrogen între lanțurile de polimer. Cristalinitatea redusă a polimerului poate fi menținută prin uscarea prin înghețare a soluției de chitosan, în timp ce uscarea în aer sau etuvă restabilește cristalinitatea polimerului. Condiționarea polimerului și modificările fizice pot
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
este mult mai eficient în adsorbția coloranților anionici. Cristalinitatea controlează hidratarea polimerului, care la rândul ei determină accesibilitatea la situsurile interne. Acest parametru influențează puternic cinetica hidratării și adsorbției. Dizolvarea polimerului conduce la ruperea legăturilor de hidrogen între lanțurile de polimer. Cristalinitatea redusă a polimerului poate fi menținută prin uscarea prin înghețare a soluției de chitosan, în timp ce uscarea în aer sau etuvă restabilește cristalinitatea polimerului. Condiționarea polimerului și modificările fizice pot reduce puternic influența acestui important parametru și pot îmbunătăți proprietățile
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
în adsorbția coloranților anionici. Cristalinitatea controlează hidratarea polimerului, care la rândul ei determină accesibilitatea la situsurile interne. Acest parametru influențează puternic cinetica hidratării și adsorbției. Dizolvarea polimerului conduce la ruperea legăturilor de hidrogen între lanțurile de polimer. Cristalinitatea redusă a polimerului poate fi menținută prin uscarea prin înghețare a soluției de chitosan, în timp ce uscarea în aer sau etuvă restabilește cristalinitatea polimerului. Condiționarea polimerului și modificările fizice pot reduce puternic influența acestui important parametru și pot îmbunătăți proprietățile de adsorbție. Procedura de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
puternic cinetica hidratării și adsorbției. Dizolvarea polimerului conduce la ruperea legăturilor de hidrogen între lanțurile de polimer. Cristalinitatea redusă a polimerului poate fi menținută prin uscarea prin înghețare a soluției de chitosan, în timp ce uscarea în aer sau etuvă restabilește cristalinitatea polimerului. Condiționarea polimerului și modificările fizice pot reduce puternic influența acestui important parametru și pot îmbunătăți proprietățile de adsorbție. Procedura de formare a gelului permite de asemenea expansiunea rețelei polimerice, reducerea fenomenului de împiedicare sterică și scăderea cristalinității materialelor brute, cu
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
hidratării și adsorbției. Dizolvarea polimerului conduce la ruperea legăturilor de hidrogen între lanțurile de polimer. Cristalinitatea redusă a polimerului poate fi menținută prin uscarea prin înghețare a soluției de chitosan, în timp ce uscarea în aer sau etuvă restabilește cristalinitatea polimerului. Condiționarea polimerului și modificările fizice pot reduce puternic influența acestui important parametru și pot îmbunătăți proprietățile de adsorbție. Procedura de formare a gelului permite de asemenea expansiunea rețelei polimerice, reducerea fenomenului de împiedicare sterică și scăderea cristalinității materialelor brute, cu îmbunătățirea transportului
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
faptul că granulele au o arie mai mare a suprafeței, comparativ cu fulgii. Guibal și al. (2003) au sugerat că ar fi mai interesantă utilizarea granulelor de gel în loc de fulgi, deoarece producerea de granule de gel scade cristalinitatea reziduală a polimerului, care îmbunătățește atât porozitatea, cât și proprietățile de difuzie ale materialului, datorită expansiunii rețelei de chitosan și creșterii ariei suprafeței specifice. Crini și al. (2008a) au observat că granulele prezintă o capacitate de cel puțin două ori mai mare comparativ
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
5). 3.3.4. Metode de activare a chitosanului 3.3.4.1. Preprotonarea chitosanului Datorită structurii sale stabile, cristaline, chitosanul poliaminic este insolubil în apă sau solvenți organici. Totuși, în soluții diluate acide grupele aminice libere sunt protonate și polimerul devine complet solubil la pH aproximativ 5. Deoarece valoarea pKa a grupei amino a restului glucozaminic este 6,3, chitosanul este puternic încărcat pozitiv în mediu acid. Tratarea chitosanului cu acizi produce deci grupări aminice protonate și aceasta facilitează interacțiunile
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
polimerice și coloranții anionici încărcați negativ. Solubilitatea dependentă de pH a chitosanului constituie un instrument convenabil pentru a îmbunătăți performanța sa, deși solubilitatea este un parametru foarte dificil de controlat. De fapt, solubilitatea depinde de concentrație și tipul de acid. Polimerul se dizolvă în HCl și acizi organici cum ar fi acidul formic, acetic, lactic, oxalic, iar solubilitatea scade cu creșterea concentrației acidului. Solubilitatea este de asemenea dependentă de gradul de deacetilare, concentrația ionică și condițiile de izolare și uscare a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
se dizolvă în HCl și acizi organici cum ar fi acidul formic, acetic, lactic, oxalic, iar solubilitatea scade cu creșterea concentrației acidului. Solubilitatea este de asemenea dependentă de gradul de deacetilare, concentrația ionică și condițiile de izolare și uscare a polimerului. În particular, distribuția grupărilor acetil de-a lungul catenei (întâmplătoare sau în bloc) poate influența puternic solubilitatea polizaharidului și de asemenea interacțiunile intercatenare datorită legăturilor de hidrogen și caracterul hidrofob al grupărilor acetil. Unii autori (Trung și al., 2003) au
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
2004; Crini și al., 2008a, 2008b; Gaffar și al., 2005; Martel și al., 2001; Shimizu și al., 2005; Uzun și Güzel, 2005). Modificările pot conduce la îmbunătățirea performanțelor de reținere și selectivității față de coloranți, modificarea proprietăților fizice și chimice ale polimerului, controlul proprietăților de difuzie și scăderea sensibilității adsorbției la condițiile de mediu. Informații utile legate de grefarea chimică a chitosanului cu liganzi specifici au fost sintetizate de unii autori (Jayakumar și al., 2002; Prabaharan și Mano, 2006). Singura clasă de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Brown Y. După reacția de grefare enzimatică grupele aminice rămase pe acest chitosan modificat își mențin capacitatea de a reține coloranții anionici. Adsorbția este de tip Langmuir, iar capacitatea maximă de adsorbție scade în ordinea: Chitosan-CA > Chitosan-FA > Chitosan DBA > Chitosan-BA. Polimerii care conțin ciclodextrină (CD) sunt compuși de interes în multe aplicații, datorită capacității lor de a forma complecși „host-guest”. Derivații de chitosan grefați cu β-CD au capacitatea de a forma complecși cu o varietate de compuși, pentru a dezvolta matrici
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
dezvoltat sinteza unui nou derivat de β-CD-chitosan prin modificarea covalentă a carboximetil-β-CD cu chitosan și care are capacitatea de a forma un complex de incluziune. Această proprietate a fost studiată utilizând un colorant fluorescent (6-(p-toluidin)-2-naftalen-6-sulfonat, ca moleculă „guest”. Polimerul host având grupări aminice libere pe catena de chitosan recunoaște molecula de colorant atât prin interacțiune ionică, cât și complexare host-guest. β-CD a fost cuplată cu chitosan prin intermediul derivatului său monoclorotriazinic (Figura 3.28) (Martel și al., 2001). Adsorbția coloranților
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
interacțiune ionică, cât și complexare host-guest. β-CD a fost cuplată cu chitosan prin intermediul derivatului său monoclorotriazinic (Figura 3.28) (Martel și al., 2001). Adsorbția coloranților textili pe acest derivat arată că acest adsorbent prezintă o capacitatea superioară de adsorbție față de polimerul părinte și chiar față de gelurile pe bază de ciclodextrină-epiclorhidrină. A fost de asemenea investigată capacitatea de adsorbție a coloranților acizi și cationici pe chitosan modificat cu acizi grași superiori (Shimizu și al., 2005). Capacitatea chitosanului modificat de a adsorbi coloranți
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
materialului brut este dată de faptul că este solubil în mediu acid și ca urmare nu poate fi utilizat ca adsorbent insolubil în aceste condiții, decât după modificare chimică și fizică. O metodă de a preveni aceste probleme este transformarea polimerului brut într-o formă ale cărei proprietăți fizice sunt mult mai atractive, dezvoltând astfel granule funcționalizate. După funcționalizare, aceste materiale mențin proprietățile lor și caracteristicile originale, în particular capacitatea lor mare de adsorbție, deși această modificare chimică rezultă în scăderea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
al., 2004). Trebuie specificat că în cazul cărbunelui activ comercial capacitatea de adsorbție pentru coloranții reactivi variază în general între 278 și 714 mg g-1 (Crini, 2006). Un alt avantaj al EPI este acela că nu elimină funcțiunea cationică a polimerului, care reprezintă situsurile majore de adsorbție a coloranților anionici. ). Funcționalizarea cu GLU (formarea funcțiunilor iminice) sau cu EDGE scade disponibilitatea funcțiunilor aminice pentru complexarea coloranților și la un raport mare de funcționalizare capacitatea de reținere scade dramatic. Chiou și Li
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
precipitate, prevenind formarea aranjamentelor catenare strâns împachetate, fără o reducere semnificativă în capacitatea de îmbibare. Această creștere în adsorbție a fost interpretată ca creștere a hidrofilicității și accesibilității grupărilor de complexare, ca rezultat al distrugerii parțiale a structurii cristaline a polimerului prin funcționalizare în condiții omogene. La grade mari de funcționalizare, precipitatele au capacități de îmbibare mai mici și deci accesibilitate mai scăzută, datorită rețelei tridimensionale mai extinse și de asemenea caracterului mai hidrofob cu creșterea conținutului de GLU. Juang și
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
a obține granule de chitosan mai rigide (Chiou și Li, 2003). 3.3.4.4. Granule mixte pe bază de chitosan Aplicațiile practice ale chitosanului brut în sisteme în pat fix sau împachetat în coloane de adsorbție sunt limitate. Caracteristicile polimerilor pot introduce limitări hidrodinamice și colmatarea coloanei, care limitează utilizarea lor la scară largă în coloană. De exemplu, formele sub formă de fulgi sau pulbere se îmbibă și se sfărâmă, spre deosebire de granule, care au un procent mai mic de îmbibare
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de gradul de deacetilere, tărie ionică și neutralizarea sarcinii grupărilor aminice. Practic, aceasta se situează între 6,5 și 6,7 pentru funcțiile aminice complet neutralizate (Guibal, 2005). Chitosanul este policationic în mediu acid, grupele aminice libere sunt protonate și polimerul devine total solubil, aceasta facilitând interacțiunea electrostatică între chitosan și coloranții anionici. Această proprietate de a forma cationi va influența procedeul de adsorbție, în special în cazul coloranților anionici, în funcție de încărcarea și grupările funcționale ale colorantului în condiții experimentale date
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
prezența anionilor competitivi și la pH-ul soluției. Pe de altă parte, nu trebuie luat în considerare numărul total de grupe aminice libere, ci numărul de grupe aminice libere accesibile. Disponibilitatea grupelor aminice este controlată de doi parametri importanți: cristalinitatea polimerului și proprietățile de difuzie. Se știe că unele dintre situsurile aminice ale chitosanului sunt implicate atât în gradul de cristalinitate, cât și în legături de hidrogen inter- și intramoleculare. Mai mult, cristalinitatea reziduală a polimerului poate controla accesibilitatea la situsurile
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de doi parametri importanți: cristalinitatea polimerului și proprietățile de difuzie. Se știe că unele dintre situsurile aminice ale chitosanului sunt implicate atât în gradul de cristalinitate, cât și în legături de hidrogen inter- și intramoleculare. Mai mult, cristalinitatea reziduală a polimerului poate controla accesibilitatea la situsurile de adsorbție. Gradul de deacilare controlează, de asemenea, fracțiunea de grupări aminice disponibile pentru interacțiunea cu colorantul. Guibal și al. (2005) au arătat că legăturile de hidrogen între unitățile monomere ale aceluiași lanț polimeric (legături
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]