7,848 matches
-
exces de ioni H+, care intră în competiție cu cationul colorantului la nivelul centrilor de adsorbție. Când pH-ul sistemului crește, numărul centrilor încărcați pozitiv scade, în timp ce numărul celor încărcați negativ crește. Centrii încărcați negativ favorizează adsorbția cationului colorantului prin atracție electrostatică. Creșterea pH-ului inițial de la 8,0 la 11,5 mărește ușor cantitatea de colorant adsorbit. Această cantitate scade la pH 12,3-13, deoarece în soluții alcaline Albastrul de metilen este demetilat în trepte la alți coloranți obișnuiți, cum
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
2 la 7,2 procentul de îndepărtare a colorantului din soluție crește de la 62,03% la 88,11%. Rezultatele studiului arată că în mediu alcalin încep să domine speciile încărcate negativ și suprafața tinde să capete o încărcare negativă, crescând atracția electrostatică între speciile încărcate de adsorbat și particulele încărcate negativ de adsorbent, deci implicit adsorbția crescută a colorantului. Studiul influenței pH-ului asupra adsorbției pe rumeguș de Prosopis cineraria, comparativ cu cărbunele activ granular comercial, arată că adsorbția pe cărbune
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 adsorbție active pentru moleculele de colorant. În acest mod, adsorbentul regenerat poate fi utilizat ulterior pentru a îndepărta colorantul din efluent. Influența concentrației sărurilor (NaCl, CaCl2) asupra adsorbției
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 chitosan și colorant. Astfel, unii autori (Chatterjee și al., 2005) indică faptul că chitosanul are suprafața încărcată pozitiv la
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
6,4. La pH acid, încărcarea suprafeței adsorbentului crește, în principal datorită protonării grupei amino a chitosanului. Roșu Congo este un colorant acid și conține grupe sulfonice. Adsorbția mai accentuată a colorantului la pH mai mic se datorează probabil creșterii atracției electrostatice între moleculele de colorant încărcate negativ și grupările aminice pozitive. La pH 6,4, la care suprafața granulelor de gel de chitosan este neutră, adsorbția colorantului poate fi atribuită doar forțelor fizice. Pe baza unor modele s-a constatat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
un număr restrâns urmăresc înțelegerea mai profundă a mecanismelor de adsorbție. Studii diferite au ajuns la concluzii diferite, ceea poate fi probabil explicat prin faptul că diferite tipuri de interacțiuni, cum ar fi legarea chimică, schimbul ionic, legăturile de hidrogen, atracțiile hidrofobe, legăturile van der Waals, adsorbția fizică, mecanismele de aglomerare, interacțiunile colorant-colorant etc. pot acționa simultan. Este important de notat că diferențele în prepararea chitosanului complică deseori elucidarea acestor mecanisme. Domeniul larg de structuri chimice, pH, concentrația de săruri și
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
prezența ionilor H+, grupele aminice ale chitosanului se protonează și în soluția apoasă a colorantului anionic dizolvat grupele sulfonice (în cazul coloranților acizi și reactivi) disociază și 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 chitosan-colorant. Mecanismul de aglomerare
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
3.15) (3.16) La pH=pHpzc: (3.17) în care S reprezintă atomii de Al, respectiv Si. La creșterea pH-ului suspensiei apoase conform reacției (3.16) asocierea cationilor colorantului cu suprafața mai negativă a caolinitului are loc prin atracție electrostatică: Pe de altă parte, la valori de pH mai mici decât pHpzc adsorbția colorantului scade datorită competiției dintre cationii acestuia și H+. Un efect similar a fost raportat de Dogan și Alkan (2003a) la adsorbția colorantului Metil violet pe
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
44 kJ mol-1 pentru Na-bentonit, respectiv DTMA-bentonit, indicând prezența unei bariere energetice la temperatură ridicată și că adsorbția nu este deci spontană, fiind mai puțin favorizată la temperaturi mari. Scăderea gradului de adsorbție ar putea indica acțiunea unor forțe de atracție mai slabe la temperaturi mai mari, ipoteză confirmată și de studiul izotermelor de adsorbție. Valorile negative ale variației entalpiei indică faptul că interacțiunea moleculei de colorant cu argila este exotermă, fapt care ar putea sugera o adsorbție multistrat, susținută de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
colorant cu argila este exotermă, fapt care ar putea sugera o adsorbție multistrat, susținută de lipsa de conformitate cu izoterma Langmuir. În plus, variația de entalpie mai mică de 40 kJ mol-1 arată o adsorbție fizică, cu forțe slabe de atracție. 3.4.3.3. Modificare cu polimeri Alături de moleculele organice mici, pentru modificarea argilelor au fost investigați și polimeri. Unii autori (Chang și Juang, 2004) au preparat granule mixte argilă activată/ chitosan pentru adsorbția a doi acizi organici (tanic și
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
02 și 1,06) a cărei coeziune este asigurată prin legături între ioni și exopolimeri. Se menționeză că acestea sunt legături de hidrogen și legături van der Waals (Massé, 2004). Există în egală măsură interacțiuni electrostatice (de respingere sau de atracție), hidrofob-hidrofob, hidrofil-hidrofil (Figura 4.9). Wu și al. (2006) au utilizat pentru biosorbția colorantului Acid Red GR un volum de nămol anoxic (cu densitatea inițială a granulelor de 39,2 kg m-3). Nămolul provenit din apele uzate a fost
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
M îmbunătățește capacitatea de biosorbție a Acid Blue 29 de la 6,63 mg g-1 biomasă viabilă la 13,83 mg g-1 biomasă neviabilă. Prezența H2SO4 contribuie la schimbarea încărcării negative a suprafeței biomasei fungice la o încărcare pozitivă, crescând astfel atracția între biomasa fungică și colorantul anionic Acid Blue 29. Patel și Suresh (2007) au constat că fungul Aspergillus foetidus (o suspensie a biomasei în apă) are abilitatea de a decolora 99% colorantul Reactive Black 5 (RB5) la un pH acid
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
pentru îndepărtarea coloranților acizi din soluții apoase este arătat în Figura 4.41. Grupele de acid carboxilic, carbonil și amino sunt protonate la pH mai mic decât 7, încât numărul de situsuri încărcate pozitiv crește. Biosorbția coloranților acizi crește datorită atracției electrostatice între suprafața încărcată pozitiv (-COOH2+; -NH3+) și grupele negative sulfonice (-SO3-) ale moleculei de colorant în mediu acid. Procesul de biosorbție a colorantului Reactive Orange 16 (Won și al., 2009a) cu biomasa reziduală de C. glutamicum evaluată ca biosorbent
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
importante: carboxil (B-COO−), fosfat (B-HPO4−) și amino (B-NH3+) (Won și al., 2004, 2005). În primul rând, grupele aminice ale biomasei sunt responsabile pentru biosorbția colorantului reactiv. Deoarece colorantul RO16 este prezent în soluție apoasă sub formă anionică se va produce atracția electrostatică față de suprafața biomasei încărcată pozitiv. Se poate explica astfel biosorbția maximă în condiții de pH puternic acid. Cazurile 1 și 2 arată că este posibilă atât sorbția, cât și desorbția RO16. În al treilea caz, modelul sorbției colorantului a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
aproape constantă. În final, deși pH-ul s-a modificat de la 12 la 7, colorantul sorbit în condiții alcaline nu a fost desorbit, asemănător cazului 4. Sub valoarea pH-ului 7, reținerea a crescut considerabil, datorită unei sorbții adiționale datorată atracției electrostatice între grupele aminice protonate ale biomasei și moleculele de colorant încărcate negativ. În concluzie, fenomenul de sorbție care are loc la pH bazic s-a datorat unui alt tip de mecanism, diferit de cel bazat pe interacțiunea electrostatică biosorbent-colorant
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
se poate menționa că grupele de amină primară din biomasă nu participă în biosorbția RO16, deoarece în condiții de pH puternic bazic există în forma B-NH2. Pentru colorantul bazic Basic Blue 3, la utilizarea aceluiași biosorbent, rezultatele au indicat că atracția electrostatică între grupele carboxil ale C. glutamicum și cationii de colorant este favorizată de condițiile de mediu alcalin (Won și al., 2009b). În scopul de a identifica grupele funcționale ale biomasei bacteriene protonate de C. glutamicum, biosorbentul a fost analizat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
pH. Este cunoscut că punctul izoelectric al biomasei de alge este situat în jurul valorii de pH 3,0. Astfel, suprafața biosorbentului poate acumula mai mulți ioni negativi peste acest pH, conducând la intensificarea reținerii cationului MG+ datorită forței electrostatice de atracție (Tsai și Chen, 2010). Rezultatele obținute la sorbția și desorbția colorantului Direct Brown în soluții organice și/sau anorganice au indicat un proces parțial de sorbție chimic și de schimb ionic. Cel mai mare procent de sorbție (80%) a fost
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
atribuite prezenței C-C/C-H, -O-C-O- și respectiv grupei carboxilice (Venkata Mohan și al., 2008). Capacitatea de sorbție mare obținută cu alga Scenedesmus quadricauda imobilizată în perle de gel de alginat, sau liberă la pH 2, poate fi datorată atracției electrostatice între anionii de colorant (Remazol Brilliant Blue R, Reactive Blue 19) și suprafața celulelor încărcată pozitiv. S-au evidențiat anterior grupele funcționale din algă (Figura 4.34) prin compararea spectrelor FTIR înainte și după tratamentul termic (Ergene și al
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
ionică și prezența grupei carboxilice au fost probabil motivele unui nivel de sorbție scăzut al colorantului (Figura 4.57). Vijayaraghavan și Yun (2007) au confirmat că grupele amino ale C. glutamicum au fost responsabile pentru legarea anionilor coloranților reactivi prin atracție electrostatică. În general, creșterea pH-ului crește sarcina negativă globală a suprafeței peretelui celular, până când toate grupele funcționale relevante sunt deprotonate, favorizând atracția și adsorbția cationilor colorantului. Va fi de așteptat ca anionii să interacționeze mult mai puternic cu celulele
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
au confirmat că grupele amino ale C. glutamicum au fost responsabile pentru legarea anionilor coloranților reactivi prin atracție electrostatică. În general, creșterea pH-ului crește sarcina negativă globală a suprafeței peretelui celular, până când toate grupele funcționale relevante sunt deprotonate, favorizând atracția și adsorbția cationilor colorantului. Va fi de așteptat ca anionii să interacționeze mult mai puternic cu celulele, odată cu creșterea numărului sarcinilor pozitive, datorită protonării grupelor funcționale la valori scăzute de pH. La valoarea optimă a pH-ului stabilită în urma rezultatelor
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
02% și respectiv 1,30-41,74%. Adsorbția colorantului Reactive Blue 4 cu EPS libere și celule imobilizate a fost favorizată de un pH < 4. Acest rezultat este în concordanță cu comportamentul altor biosorbenți în raport cu coloranții anionici și se bazează pe atracția dintre adsorbentul bogat în situsuri pozitive și molecula colorantului anionic. A fost investigată microalga care apaține speciei Spirogyra ca biomaterial viabil pentru decolorarea colorantului azo Reactive Yellow 22, existent într-o soluție sintetică care simulează o apă reziduală. Rezultatele obținute
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
că în condițiile de pH ≤ 2 sau ≥ 11 ale unor soluții, are loc precipitarea colorantului. De aceea, experimentele de testare a influenței pH-ului au fost conduse numai în intervalul de pH 3-10 (Figura 4.73) Rezultatele au indicat că atracția electrostatică între grupele carboxil ale C. glutamicum și ale cationilor de colorant este favorizată de condițiile de mediu alcalin (Won și al., 2009b). Comportamentul moleculelor de colorant și al biomasei fungice este influențat de pH-ul inițial al soluției în
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
reduse obținute între pH 6 și 8 (<10%). Capacitatea maximă de sorbție a algei verzi Scenedesmus quadricauda, atât nativă cât și imobilizată, față de coloranții reactivi Remazol Brilliant Blue R, Reactive Blue 19 este atinsă la pH 2. În acest caz, atracția electrostatică se produce între biomasa de algă protonată la pH acid și anionii coloranților reactivi (Ergene și al., 2009). Efectul pH-ului inițial asupra vitezei de adsorbție a cationului colorantului Malachite Green (MG+) cu biosorbentul Chlorella neviabil a fost investigat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
agitare, la temperatura 298 K). Capacitatea de biosorbție a colorantului pe biosorbent se intensifică atunci când pH-ul inițial în soluție s-a modificat de la 3,0 la 11,0. În domeniul de pH bazic este favorizată reținerea colorantului datorită unei atracții electrostatice între suprafața biomasei și cationii colorantului (Tsai și Chen, 2010). 4.4.2. Efectul concentrației inițiale a colorantului asupra biosorbției Concentrația inițială a colorantului afectează, de asemenea, eficiența decolorării. Acest factor influențează rezistența la transferul de masă al colorantului
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]