449 matches
-
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]
-
geometrică a agregatelor. A fost de asemenea studiată adsorbția Rodaminei 6G pe mai multe argile de tip smectit în suspensie apoasă prin spectroscopie de absorbție și fluorescență (Lopez Arbeloa și al., 1998; Martinez Martinez și al., 2004; 2005a). Orientarea coloranților adsorbiți în spațiul intercalat al argilelor a fost de asemenea investigat prin absorbție în vizibil cu lumină polarizată și polarizare fluorescentă (Lopez Arbeloa și Martinez Martinez, 2006; Martinez Martinez și al., 2005b). Adsorbția Albastrului de metilen pe anumiți silicați a fost
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Procesul de adsorbție a ajuns la echilibru după o oră. Rezultatele au arătat o capacitate crescută de adsorbție a perlitului cu creșterea pH-ului și a temperaturii și scade cu expansiunea și tăria ionică, concluzionându-se că Victoria Blue este adsorbit fizic, perlitul neexpandat fiind mai eficient. Yermiyahu și al (2002, 2003) au investigat adsorbția colorantului anionic Roșu Congo pe montmorillonit saturat cu Na+, Cs+, Mg2+, Cu2+, Al3+ și Fe3+ prin analiza XRD a probelor nespălate și spălate după echilibrare la
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
preferențială fără colorant și a probelor tratate cu colorant încălzite la 420°C a arătat că primele colapsează complet și ultimele s-au mărit cu până la 2,10 nm. Diferența semnificativă în comportamentul acestor argile sugerează că colorantul a fost adsorbit în spațiul dintre straturile argilei. Autorii au investigat și adsorbția colorantului metacromic Acridine Orange pe beidellit-Na (Garfinkel-Shweky și Yariv, 1997) și saponit-Na (Garfinkel-Shweky și Yariv, 1999), precum și a Alizarinei pe montmorillonit-Al (Epstein și Yariv, 2003). Alkan și al. (2004b
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
malachit din soluții apoase a fost studiată pentru diferite concentrații de adsorbat, variind cantitatea de adsorbent, temperatura, pH-ul și timpul de agitare (Tahir și Rauf, 2006). Reținerea chinalizarinei pe bentonit saturat cu diferiți cationi a arătat că a fost adsorbită o cantitate mai mare de colorant de către smectitul homoionic cu diferiți cationi (cu excepția smectitului homoionic cu potasiu) (Ayari și al., 2007). Cantitatea de colorant adsorbit de smectitul homoionic variază în ordinea: Al3+ > NH4+ > Na+ > Fe3+ > Li+ > Ca2+ > Mg2+ > K+. Hajjaji
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Rauf, 2006). Reținerea chinalizarinei pe bentonit saturat cu diferiți cationi a arătat că a fost adsorbită o cantitate mai mare de colorant de către smectitul homoionic cu diferiți cationi (cu excepția smectitului homoionic cu potasiu) (Ayari și al., 2007). Cantitatea de colorant adsorbit de smectitul homoionic variază în ordinea: Al3+ > NH4+ > Na+ > Fe3+ > Li+ > Ca2+ > Mg2+ > K+. Hajjaji și al. (2006) au investigat cinetica și procesul de echilibru al reținerii Albastrului de metilen pe un amestec de minerale fibroase argiloase (amestec de palygorskit-86
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
-ului, cu excepția pH-ului natural (5,6) al suspensiilor de argile. Cinetica adsorbției Albastrului de metilen este predominantă de pseudo-ordin doi și viteza globală a procesului de adsorbție a colorantului este controlată de mai mult de o singură etapă. Caolinitul adsoarbe puternic o serie de coloranți cationici (9-aminoacridina, 3,6-diaminoacridina, Azure A, Safranina O), care sunt reținuți mai slab de alumină sau silice (Harris și al., 2006a; 2006b). Rezultatele experimentale și calculele pe baza unor modele ale adsorbției cationilor organici monovalenți
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]