5,826 matches
-
100 milioane părți atmosferă pot provoca decolorarea coloranților sensibili la aceste gaze. Coloranții susceptibili la aceste acțiuni sunt în general coloranții antrachinonici roșii, albaștri și violeți, precum și unii coloranți azoici galbeni. Aceștia manifestă această sensibilitate în special pe acetat de celuloză și mult mai puțin pe fibrele hidrofobe. Sensibilitatea mare pe acetat se explică prin faptul că această fibră absoarbe mai repede oxizii de azot și le permite o difuzie rapidă la particulele de coloranți. Rezistența la sublimare sau termostabilitatea este
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
eficienți în decolorarea apelor reziduale textile (Demirbas, 2009; Robinson și al., 2001). În scopul transformării în cărbune, au fost extensiv studiate componentele materialelor lignocelulozice (David și Hon, 1995). Reziduurile agricole sunt materiale lignocelulozice care conțin trei componenți structurali principali: hemiceluloze, celuloză și lignină, precum și materiale extractibile. În general, cei trei componenți majori au mase moleculare mari, în timp ce compușii extractibili sunt molecule mici și se găsesc în cantități reduse. Studiile arată că adsorbția coloranților pe cărbunele activ astfel obținut necesită timp relativ
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
unui cărbune activ cu un volum macroporos mai mare se vor utiliza materiale precursoare cu un conținut dominant de lignină și invers, pentru a prepara carbon cu structură predominant microporoasă vor trebui utilizate materiale cu un conținut mai ridicat de celuloză. În general, cărbunele activ sub formă de pulbere (CAP) a fost mult timp preferat față de cel granulat (CAG) în aplicațiile în regim static, datorită capacității mai mari de adsorbție. Structura de pulbere face însă dificilă manipularea, iar regenerarea este ineficientă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
99% și recuperarea sărurilor a fost de aproximativ 90%. 3.2. Rumegușuri Rumegușul este un produs secundar abundent din industria prelucrării lemnului, disponibil la prețuri de cost neglijabile sau chiar nule (Garg și al., 2004a). Conține diferiți compuși organici (lignină, celuloză, hemiceluloze) cu grupe polifenolice ce pot lega coloranții prin diferite mecanisme. Dintre materialele lignocelulozice, rumegușul este utilizat ca adsorbent, în special pentru coloranții bazici, cu o capacitate care variază în funcție de structură și dimensiunea particulelor (Batzias și Sidiras, 2007a). 3.2
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
care variază în funcție de structură și dimensiunea particulelor (Batzias și Sidiras, 2007a). 3.2.1. Caracteristicile materialului adsorbent și influența acestora asupra capacității de adsorbție Compoziția diferitelor tipuri de rumegușuri este variabilă. De exemplu, rumegușul de fag are compoziția: 41,5% celuloză (grad de cristalinitate 80%), 27,3% hemiceluloză, 25,7% lignină, 0,05% cenușă și aproximativ 5,5% compuși extractibili și alte componente (Batzias și Sidiras, 2007a). Rumegușul de fag din România prezintă un conținut maxim de celuloză de 49%, lignină
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
compoziția: 41,5% celuloză (grad de cristalinitate 80%), 27,3% hemiceluloză, 25,7% lignină, 0,05% cenușă și aproximativ 5,5% compuși extractibili și alte componente (Batzias și Sidiras, 2007a). Rumegușul de fag din România prezintă un conținut maxim de celuloză de 49%, lignină 25% și pentozan 20% (Petrovici și Popa, 1997). Rumegușul de Castanopsis sclerophylla (Lindl.) Schott. conține 40,7% celuloză, 27,1% hemiceluloză, 25,8% lignină, 6,4% alți componenți (Gong și al., 2009). Compoziția aproximativă a rumegușului de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
compuși extractibili și alte componente (Batzias și Sidiras, 2007a). Rumegușul de fag din România prezintă un conținut maxim de celuloză de 49%, lignină 25% și pentozan 20% (Petrovici și Popa, 1997). Rumegușul de Castanopsis sclerophylla (Lindl.) Schott. conține 40,7% celuloză, 27,1% hemiceluloză, 25,8% lignină, 6,4% alți componenți (Gong și al., 2009). Compoziția aproximativă a rumegușului de Mansonia, raportat la masa uscată este: carbohidrați 71,02%; proteine 1,46%; cenușă 5,88%; fibre 6,15%; lipide 0,49
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
și al., 2009). Compoziția aproximativă a rumegușului de Mansonia, raportat la masa uscată este: carbohidrați 71,02%; proteine 1,46%; cenușă 5,88%; fibre 6,15%; lipide 0,49%; umiditate 15,00% (Ofomaja, 2008). Rumegușul de neem conține 36,65% celuloză, 49,35% lignină, 2,58% SiO2, 0,65% Fe2O3, 0,03% Al2O3, 0,07% CaO, 0,05% MgO și are un conținut de umiditate de 8% (Khattri și Singh, 2009). Rumegușul de meranti are următoarea compoziție chimică: componenți solubili în
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
6,25% (Ahmad și al., 2009b). Analiza rumegușului de Hevea brasiliensis indică: umiditate 3,5%, materie volatilă 47%, cenușă 12,5%, carbon 37% (Vasanth Kumar și Porkodi, 2009). Rumegușul de molid are o compoziție chimică complexă și conține aproximativ 25% celuloză, 36% lignină și alți componenți, cum ar fi substanțe extractibile (constituenți polari și nepolari) (Simionescu și al., 1989). Lemnul de stejar are aproximativ 38,42% celuloză, 22-32% lignină, 23-29% hemiceluloză și până la 10% substanțe extractibile (Simionescu și al., 1989). Pereții
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Porkodi, 2009). Rumegușul de molid are o compoziție chimică complexă și conține aproximativ 25% celuloză, 36% lignină și alți componenți, cum ar fi substanțe extractibile (constituenți polari și nepolari) (Simionescu și al., 1989). Lemnul de stejar are aproximativ 38,42% celuloză, 22-32% lignină, 23-29% hemiceluloză și până la 10% substanțe extractibile (Simionescu și al., 1989). Pereții celulari ai rumegușului constau în principal din celuloză și lignină și conțin multe grupări hidroxil, provenite de la taninuri sau alți compuși fenolici. Toți acești componenți sunt
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
fi substanțe extractibile (constituenți polari și nepolari) (Simionescu și al., 1989). Lemnul de stejar are aproximativ 38,42% celuloză, 22-32% lignină, 23-29% hemiceluloză și până la 10% substanțe extractibile (Simionescu și al., 1989). Pereții celulari ai rumegușului constau în principal din celuloză și lignină și conțin multe grupări hidroxil, provenite de la taninuri sau alți compuși fenolici. Toți acești componenți sunt compuși activi de schimb ionic. Lignina, al treilea component major al peretelui celular al lemnului este un material polimeric. Molecula de lignină
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
150-300 µm. Adsorbția Albastrului de metilen este mai rapidă decât a Metil violetului, în cazul tuturor fracțiunilor de mărime, pentru aceeași concentrație inițială a colorantului. Analiza chimică a rumegușului de Azadirachta indica (Khattri și Singh, 2009) a stabilit constituenții majori celuloza și lignina. Lignina și celuloza din acești sorbenți naturali, având grupări polare, sunt în principal responsabile pentru adsorbția moleculelor polare. Spectrul IR (Figura 3.13) prezintă o bandă intensă la 3427 cm-1, corespunzătoare vibrației de întindere pentru grupările OH. Banda
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
metilen este mai rapidă decât a Metil violetului, în cazul tuturor fracțiunilor de mărime, pentru aceeași concentrație inițială a colorantului. Analiza chimică a rumegușului de Azadirachta indica (Khattri și Singh, 2009) a stabilit constituenții majori celuloza și lignina. Lignina și celuloza din acești sorbenți naturali, având grupări polare, sunt în principal responsabile pentru adsorbția moleculelor polare. Spectrul IR (Figura 3.13) prezintă o bandă intensă la 3427 cm-1, corespunzătoare vibrației de întindere pentru grupările OH. Banda de absorbție la 2924 cm-1
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
rumeușului de Mansonia indică prezența următoarelor grupe funcționale: C=O (1682,1 cm-1); COOH (3300-2500, 1111,8 cm-1); -OH (3426,2 cm-1); C-N (1030-1237 cm-1), NH2 (3400-3500 cm-1) (Ofomaja, 2008). Spectrul de raze X (Figura 3.14) indică prezența celulozei, cuarțului și hematitului. Se constată că celuloza este constituentul major în rumegușul de Azadirachta indica. Valorile d (parametrul rețelei cristaline) pentru proba de rumeguș sunt în concordanță cu liniile caracteristice de difracție pentru celuloză, cuarț și hematit mineral. 3.2
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
funcționale: C=O (1682,1 cm-1); COOH (3300-2500, 1111,8 cm-1); -OH (3426,2 cm-1); C-N (1030-1237 cm-1), NH2 (3400-3500 cm-1) (Ofomaja, 2008). Spectrul de raze X (Figura 3.14) indică prezența celulozei, cuarțului și hematitului. Se constată că celuloza este constituentul major în rumegușul de Azadirachta indica. Valorile d (parametrul rețelei cristaline) pentru proba de rumeguș sunt în concordanță cu liniile caracteristice de difracție pentru celuloză, cuarț și hematit mineral. 3.2.2. Mecanismul de adsorbție Mecanismele de adsorbție
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
X (Figura 3.14) indică prezența celulozei, cuarțului și hematitului. Se constată că celuloza este constituentul major în rumegușul de Azadirachta indica. Valorile d (parametrul rețelei cristaline) pentru proba de rumeguș sunt în concordanță cu liniile caracteristice de difracție pentru celuloză, cuarț și hematit mineral. 3.2.2. Mecanismul de adsorbție Mecanismele de adsorbție pot fi explicate prin prezența mai multor interacțiuni, cum ar fi complexare, schimb ionic datorită ionizării suprafeței și legături de hidrogen. Studiile de adsorbție, în particular cele
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
paralel nu permite deducerea unei ecuații de viteză bazată pe conceptul clasic al etapei celei mai lente, valabil exclusiv când are loc un singur lanț al acestor acțiuni în serie (Batzias și Sidiras, 2007a). Adsorbenții cu un conținut ridicat de celuloză adsorb ireversibil coloranții bazici prin atracție electrostatică, datorită încărcării negative a suprafeței la contactul celulozei cu apa. Adsorbția coloranților cationici este favorizată de creșterea pH-ului datorită proceselor de schimb cationic cu grupele funcționale acide. Scăderea pH-ului conduce la
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
mai lente, valabil exclusiv când are loc un singur lanț al acestor acțiuni în serie (Batzias și Sidiras, 2007a). Adsorbenții cu un conținut ridicat de celuloză adsorb ireversibil coloranții bazici prin atracție electrostatică, datorită încărcării negative a suprafeței la contactul celulozei cu apa. Adsorbția coloranților cationici este favorizată de creșterea pH-ului datorită proceselor de schimb cationic cu grupele funcționale acide. Scăderea pH-ului conduce la o competiție între cation și H+. Așadar, mecanismul principal de adsorbție a coloranților bazici este
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
că particula este sferică. Coeficientul de difuzie efectiv crește cu creșterea dimensiunii particulelor de la 150-300 la 150-600 µm, în cazul ambilor coloranți și este mai mare pentru Albastru de metilen pentru toate fracțiunile de mărime. Rumegușul de Mansonia conține preponderent celuloză și în urma analizei s-a evidențiat prezența unor grupe funcționale, cum ar fi: carboxilică, fenolică, alcoolică și aminică. În contact cu apa și cu creșterea pH-ului aceste grupe devin încărcate negativ și sunt situsuri probabile pentru reacția chimică la
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
mari decât pentru lemnul de molid (6,4 m2 g-1) (Ferrero, 2007). Analiza termică a rumegușului de fag, a unor coloranți și a produșilor sorbent-colorant conduce la concluzia că mecanismul degradării termo-oxidative este specific și reținerea coloranților are loc pe celuloza din rumeguș (Odochian și al., 2007). Natura legăturilor implicate în reținerea coloranților a fost de asemenea investigată prin analiza FTIR, care evidențiază că reținerea coloranților pe celuloză se realizează prin legături de hidrogen între grupele NH, respectiv OH din molecula
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
concluzia că mecanismul degradării termo-oxidative este specific și reținerea coloranților are loc pe celuloza din rumeguș (Odochian și al., 2007). Natura legăturilor implicate în reținerea coloranților a fost de asemenea investigată prin analiza FTIR, care evidențiază că reținerea coloranților pe celuloză se realizează prin legături de hidrogen între grupele NH, respectiv OH din molecula de colorant și atomii de oxigen ai celulozei. Implicarea electronilor neparticipanți ai atomilor de azot și respectiv oxigen ai acestor grupe în conjugarea electronică extinsă cu nucleele
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
legăturilor implicate în reținerea coloranților a fost de asemenea investigată prin analiza FTIR, care evidențiază că reținerea coloranților pe celuloză se realizează prin legături de hidrogen între grupele NH, respectiv OH din molecula de colorant și atomii de oxigen ai celulozei. Implicarea electronilor neparticipanți ai atomilor de azot și respectiv oxigen ai acestor grupe în conjugarea electronică extinsă cu nucleele aromatice influențează puternic capacitatea grupelor amino, respectiv hidroxil de a forma legături de hidrogen pentru a asigura fixarea coloranților pe adsorbent
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
fost constatate în cazul adsorbției Egacid orange. Aceste rezultate sunt în conformitate cu cele ale altor studii, care concluzionează că sorbția coloranților bazici pe lemn este predominant un proces de chimiosorbție care implică reacții de schimb cu grupările hidroxilice ale ligninei și celulozei (se eliberează ioni H+ care conduc la scăderea pH-ului), în timp ce adsorbția coloranților acizi este mai mult sau mai puțin un proces fizic. Adsorbția Albastrului de metilen se reduce cu scăderea pH-ului pentru valorile pH-ului sub 3 la
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Capacitatea de adsorbție crește cu scăderea pH-ului de la 4,0 la 2,0 și cu creșterea acestuia de la 1,0 la 2,5. Rezultatele sunt în concordanță și cu alte studii, care au arătat că adsorbția coloranților acizi pe celuloză și derivați ai acesteia este favorizată la valori scăzute de pH (Youssef, 1993). Influența concentrației NaCl este dependentă de pH, conducând la creșterea sorbției la pH2,0 și la scăderea acesteia la pH 1. Adsorbția unor coloranți pe rumeguș de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
lor chimică le poate însă îmbunătăți semnificativ eficiența. Acidul sulfuric adăugat pentru corectarea pH-ului poate fi parțial neutralizat de cenușa din rumeguș. Pretratarea cu acid sulfuric poate îmbunătăți capacitatea de adsorbție a rumegușului (hidroliza hemicelulozelor și hidroliza parțială a celulozei), dar nu în 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]