449 matches
-
soluția de electrolit (KCl sau NaCl) și surfactant (dodecilsulfat de sodiu). Cantitatea de colorant Verde malachit desorbit de pe rumeguș de Azadirachta indica se mărește cu creșterea concentrației de electrolit și surfactant (Figura 3.20) (Khattri și Singh, 2009). Desorbția colorantului adsorbit în soluție de KCl 1,5% este de 46%. Același efect este produs în cazul prezenței NaCl și a surfactantului. O asemenea comportare poate fi anticipată datorită atracției între suprafață și soluții adăugați care pot bloca unele dintre situsurile de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
condiții blânde (temperatura 23șC); tratarea la temperaturi ridicate (de exemplu 100șC) îmbunătățește considerabil proprietățile de sorbție. Rezultatele arată că pretratarea acidă mărește viteza de adsorbție a Albastrului de metilen pe rumeguș de fag prin creșterea atât a cantității de colorant adsorbit pe unitatea de masă de adsorbent la echilibru, cât și a constantei de viteză de ordin unu. Efectul este mai puternic în cazul materialului prehidrolizat timp de 4 ore, comparativ cu cel hidrolizat timp de o oră (Batzias și Sidiras
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de ioni clorură, materialul se usucă la 70șC timp de 24 h (Ahmad și al., 2009b). Microscopia de scanare electronică aplicată în caracterizarea sorbentului arată că acesta prezintă straturi considerabile de pori unde există o bună posibilitate de a fi adsorbit colorantul. Suprafața adsorbentului încărcat cu colorant este diferită de cea a adsorbentului simplu. Spectrul FTIR (Figura 3.23) arată că anumite picuri sunt deplasate. Se observă un pic pronunțat la 3445 cm-1, reprezentând vibrația de alungire a grupării fenolice a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de la 99,41% la 95,38%, iar la concentrații de până la 500 mg L-1 scade la 76,58% . Experimentele de desorbție s-au realizat cu HCl, NaCl și NaOH 1,0 M. Procentul de desorbție a colorantului Verde malachit adsorbit pe rumeguș funcționalizat a fost de 92,28% cu HCl, 26,37% cu NaCl și 9,53% cu NaOH. Aceste rezultate confirmă schimbul ionic ca principal mecanism de adsorbție. Rumegușul de Prosopis cineraria (Garg și al., 2004b) este spălat cu
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 cu fulgii pentru a adsorbi colorantul Basic Blue 9. Una dintre caracteristicile cele mai promițătoare ale chitosanului este capacitatea sa excelentă de a fi procesat în nanostructuri. Acestea pot fi utilizate în studii în sistem static. Hu și al (2006a) au raportat capacitatea mai mare
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
decât al chitosanului brut (32%). Această reducere este atribuită probabil unei rearanjări a lanțurilor polimerice în timpul precipitării în prezența ionilor citrat. Se menționează de asemenea că chitosanul decristalizat are același grad de deacetilare și masă moleculară ca cel original. Acesta adsoarbe coloranții anionici de două ori mai eficient decât chitosanul brut, datorită caracterului său amorf, dar prezintă o capacitate scăzută de adsorbție a coloranților cationici. Prezența cenușii în chitosanul decristalizat poate de asemenea juca un rol important în capacitatea crescută de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
că chitosanul carboximetilat este un adsorbent mai bun decât chitosanul brut pentru coloranții acizi, iar producerea sa nu este costisitoare. Grupele carboxilice grefate pe chitosan pot servi ca donori de electroni în mediu alcalin și conferă chitosanului capacitatea de a adsorbi coloranții cationici din soluții apoase (Jayakumar și al., 2005). Chao și al. (2004) au utilizat 4 tipuri de derivați ai fenolului: acid 4-hidroxibenzoic (BA); acid 3,4-dihidroxibenzoic (DBA), acid 3,4-dihidroxifenil-acetic (FA), acid hidrocafeic (CA), individual, ca substrate pentru tirozinază
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 anionici la concentrații mai mari ale colorantului crește cu creșterea gradului de substituție. Chitosanul modificat cu grad mai mic de substituție este însă mai eficient comparativ cu cărbunele activ comercial, la concentrații mari ale colorantului. Pentru coloranții cationici chitosanul
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
conduce la granule cu o capacitate de adsorbție mai mare comparativ cu GLU și EGDE (Figura 3.29). S-a constatat că aceste materiale pot fi utilizate pentru îndepărtarea coloranților reactivi, direcți și acizi. Astfel, 1 g de chitosan poate adsorbi 2498 mg Reactive Blue 2, 2422 mg Reactive Red 2, 2383 mg Direct Red 81 și 1954 mg Acid Orange 12 (Chiou și al., 2004). Trebuie specificat că în cazul cărbunelui activ comercial capacitatea de adsorbție pentru coloranții reactivi variază
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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. În literatura de specialitate capacitatea coloranților anionici de a fi adsorbiți de granulele de chitosan este deseori atribuită încărcării suprafeței, care depinde de pH. Adsorbția colorantului are loc prin atracție electrostatică de către grupările aminice protonate și mulți dintre autori concluzionează că influența pH-ului confirmă rolul esențial al interacțiunilor electrostatice între
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
benzenic și grupele CH2OH ale moleculei de chitosan. La pH mai mare de 6,4 suprafața granulelor de chitosan este încărcată negativ și împiedică adsorbția, datorită forțelor de respingere electrostatică între molecula de colorant încărcată negativ și adsorbent. Cantitatea apreciabilă adsorbită în acest interval de pH sugerează implicarea forțelor fizice, cum ar fi legătura de hidrogen, forțe van der Waals în procesul de adsorbție. În Figura 3.30 sunt reprezentate toate interacțiunile posibile între chitosan și Roșu Congo. Granulele de chitosan
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Blue 15 (pH 3/8) (Chiou și Chuang, 2006). Capacitatea de adsorbție a Reactive Red 189 crește semnificativ cu scăderea pH-ului în cazul chitosanului funcționalizat, în timp ce rămâne aproximativ constantă pentru cel nefuncționalizat. Astfel, după 48 h cantitatea de colorant adsorbit pe chitosan funcționalizat la pH 1,0, 3,0 și 6,0 este de 118%, 78%, respectiv 32% mai mare comparativ cu cel nefuncționalizat la pH 6,0 (Chiou și Li, 2003). Capacitatea de adsorbție a Acid Red 37 și
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
al., 2008). 3.3.5.2. Concentrația inițială a colorantului și timpul de contact Unii autori au constatat corelații semnificative între concentrația colorantului și capacitatea de legare a coloranților pe chitină sau chitosan (Park și al., 1995). Cantitatea de colorant adsorbit pe chitosan crește cu mărirea concentrației inițiale a soluției de colorant, în condițiile în care cantitatea de adsorbent rămâne nemodificată. Aceasta se datorează creșterii gradientului de concentrație la concentrații inițiale mai mari ale colorantului. În multe cazuri, la concentrație inițială
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
este necesar să fie optimizat timpul de contact, luând în considerare eficiența desorbției și regenerarea adsorbentului. În timpul procesului, suprafața adsorbentului este progresiv blocată de moleculele de adsorbat, devenind acoperită după un anumit timp, moment în care adsorbentul nu mai poate adsorbi molecule de colorant. Cum fiecare particulă de adsorbent purifică un anumit volum de lichid, creșterea dozei grăbește atingerea unui echilibru între adsorbat și adsorbent, deoarece crește numărul de particule care tratează același volum de lichid. În general, capacitatea de adsorbție
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de particule care tratează același volum de lichid. În general, capacitatea de adsorbție crește în timp și la un moment dat atinge o valoare constantă, la care colorantul nu mai este îndepărtat din soluție. În acest moment, cantitatea de colorant adsorbit de material este în echilibru dinamic cu cantitatea de colorant desorbit. Chatterjee și al. (2005) au raportat un timp de echilibru de 20 ore pentru adsorbția Eozinei Y, cu constatarea că procesul este inițial foarte rapid, după care atinge lent
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
dată și de McKay și al. (1982) pentru adsorbția coloranților bazici pe chitină. Smith și al. (1993) au arătat că masa moleculară a colorantului constituie un factor major care influențează adsorbția, moleculele cu masă moleculară mai mică fiind mai puternic adsorbite pe chitosan. Crini și al. (2008a; 2008b) au constatat de asemenea o variație semnificativă în afinitatea unor coloranți cationici pe chitosan grefat, cu adsorbția minimă pentru Basic Blue 3 (166,5 mg g-1) și maximă pentru Basic Blue 9 (121
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
în aceste condiții procesul devine spontan, datorită variației pozitive a entropiei. În Tabelul 3.6 sunt prezentate valorile parametrilor termodinamici în cazul adsorbției unor coloranți pe chitosan. 3.3.6. Mecanismul de adsorbție Mecanismul prin care moleculele de colorant sunt adsorbite pe chitosan rămâne încă un subiect de dezbatere, procesele predominante fiind adsorbția la suprafață, chimiosorbția, difuzia și adsorbție-complexare. Din multitudinea de lucrări având ca subiect îndepărtarea coloranților cu materiale pe bază de chitosan, foarte multe se concentrează pe evaluarea performanțelor
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
sunt transformate în anioni ai colorantului. Procesul de adsorbție are loc apoi datorită atracției electrostatice între acești doi contraioni. În general, cu creșterea concentrației inițiale a colorantului, pH-ul la echilibru scade. Aceasta confirmă schimbul ionic, deoarece cu cât sunt adsorbite mai multe molecule de colorant pe material, cu atât se eliberează un număr mai mare de ioni de hidrogen, scăzând astfel pH-ul. Acest mecanism este acceptat de mulți autori ca fiind principalul mecanism de adsorbție. Unii autori (Chang și
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
aproximativ 99%, pH-ul sistemului se modifică de la valoarea inițială de 2-2,5 la 8-8,5 în timpul adsorbției pe chitosan. Explicația ar putea 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 textil la grupele hidroxil ale
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
multe etape, iar alte interacțiuni, cum ar fi difuzia și interacțiunile hidrofobe și sterice, pot juca un rol important. De asemenea, autorii au raportat că adsorbția colorantului pe chitosan grefat este în principal un proces de schimb și moleculele sunt adsorbite nu doar datorită atracției de către material, dar și pentru că soluția ar putea să le respingă datorită prezenței unor interacțiuni hidrofobe puternice colorant-colorant. Există dovezi că și aglomerarea, un tip de interacțiune puternică dependentă de pH, poate fi implicată în legarea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
și reutilizarea chitosanului (Chiou și Li, 2003). Prima etapă de adsorbție durează 10 ore și capacitatea de adsorbție atinge valoarea 1616 g kg-1. Etapa de desorbție are loc în 24 ore și cantitatea reținută scade la 591 g kg-1. Colorantul adsorbit în prima etapă se poate desorbi cu soluție de NaOH, într-un procent de 63% la pH 10. Conform unor studii (Gorensek, 1999) temperaturi mai mari (>60șC) și valori mari de pH (>10) ar putea conduce la hidroliza coloranților reactivi
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
astfel încât interacțiunea electrostatică între chitosan și colorant devine mai slabă, iar colorantul adsorbit părăsește situsul de adsorbție al chitosanului. După desorbție, are loc a doua etapă de adsorbție, care repetă forma dinamică similară a primei etape de adsorbție. Pentru a adsorbi o cantitate similară de colorant sunt necesare 7-10 ore, ceea ce arată că granulele pot fi reutilizate. Pentru a investiga posibilitatea reutilizării chitosanului în adsorbția coloranților Remazol Yellow Gelb 3RS (RY) și Basic Yellow 37 (BY) au fost realizate experimente în
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
clase, cum ar fi: smectit (montmorillonit, saponit), mica (illit), caolinit, serpentin, pirofilit (talc), vermiculit și sepiolit (Shichi și Takagi, 2000). Capacitatea de adsorbție rezultă dintr-o încărcare negativă netă și structura mineralului. Această încărcare negativă conferă argilelor capacitatea de a adsorbi specii încărcate pozitiv. Proprietățile lor de sorbție provin de asemenea și din aria mare a suprafeței și porozitatea ridicată (Alkan și al., 2004a). Argila montmorillonitică are cea mai mare arie a suprafeței și cea mai mare capacitate de schimb cationic
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
este de ~ 20 ori mai mic decât acela al cărbunelui activ comercial (Babel și Kurniawan, 2003). În ultimii ani există un interes crescut în utilizarea mineralelor argiloase, cum ar fi bentonitul, caolinitul, diatomitul, pământul Fuller, datorită capacității lor de a adsorbi nu numai molecule anorganice, ci și organice, prezentând o afinitate mare pentru coloranții cationici și anionici. Capacitatea de sorbție a coloranților bazici este mult mai mare decât pentru coloranții acizi, datorită sarcinilor ionice ale coloranților și caracterului argilei. Cele mai
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]