37,862 matches
-
colorantul bazic Astrazone Blue capacitatea maximă de adsorbție a fost de 70 mg g-1, comparativ cu 18,5 mg g-1, obținută pentru cărbunele activ comercial. Afinitatea deosebită a biosorbentului poate fi explicată prin particularitățile suprafeței biosorbentului (Farah și al., 2007). Reținerea coloranților pe suprafața celulelor biomasei a fost descrisă prin modelele de adsorbție aplicate la adsorbția coloizilor. S-a constatat că modelele Langmuir, Freundlich concordă, în general, cel mai bine cu datele experimentale (Dhaouadi și M’Henni, 2009). Hu (1991) a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de contact și în consecință se schimbă capacitatea de adsorbție. Preparatele fungice tratate termic au o capacitate de adsorbție mare față de biomasa nativă și cea tratată cu acid și bază (Figura 4.38). Pentru a obține informații preliminare asupra eficienței reținerii colorantului Malachit Green (MG) din soluții apoase utilizând microalga neviabilă Chlorella comparativ cu cărbunele activ comercial, s-au realizat experimentele în anumite condiții menționate în Figura 4.39. Se observă că nu există o proporționalitate între capacitatea de adsorbție a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
cu 1000 m2 g-1 corespunzătoare cărbunelui activ. Este bine cunoscut că suprafața unică a cărbunelui activ față de alți adsorbenți este nepolară. Este evident faptul că volumul porilor/aria suprafeței particulelor în cazul biosorbentului nu este unul din factorii determinanți pentru reținerea colorantului MG din soluții apoase. Înseamnă că interacțiunea electrostatică între suprafața algei cu încărcare negativă și a adsorbatului cationic cu structură hidrofilă va fi semnificativă (Tsai și Chen, 2010). 4.3.3. Schimbul ionic Peretele celular al microorganismelor este primul
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
4.3.3. Schimbul ionic Peretele celular al microorganismelor este primul component al celulei care vine în contact cu diverse substanțe introduse în mediu, iar ca rezultat soluții se pot depune pe suprafață sau pătrund în structura peretelui celular. Deoarece reținerea unui solut de către celulele neviabile/inactivate este extracelulară, grupele funcționale chimice ale peretelui celular joacă rolul esențial în biosorbție. Datorită naturii componenților celulari, pe suprafața peretelui celular al microorganismelor pot fi prezente mai multe tipuri de grupe funcționale, dintre care
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 eficient a fost extrem de dependent de variația pH-ului (Figura 4.42). Reținerea a fost maximă la valori de pH acid, a fost neglijabilă în condiții de pH neutru, iar în domeniul pH-ului bazic a crescut din nou. Investigarea detaliată a efectului pH-ului a fost condusă utilizând patru variante de experimente
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
utilizând patru variante de experimente (Figura 4.42), după cum urmează: de la pH 2 la pH 7; de la pH 7 la pH 2; de la pH 2 la pH 12; de la pH 12 la pH 2. În primul caz, capacitatea maximă de reținere a colorantului a fost atinsă în domeniul de pH din jurul valorii 3. Pe măsura creșterii pH-ului la 7, reținerea RO16 descrește rapid, iar la pH 7 a fost neglijabilă. Rezultatele coincid cu cele obținute de acești autori anterior (Won
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
pH 2; de la pH 2 la pH 12; de la pH 12 la pH 2. În primul caz, capacitatea maximă de reținere a colorantului a fost atinsă în domeniul de pH din jurul valorii 3. Pe măsura creșterii pH-ului la 7, reținerea RO16 descrește rapid, iar la pH 7 a fost neglijabilă. Rezultatele coincid cu cele obținute de acești autori anterior (Won și al., 2004). În al doilea caz, o descreștere a pH-ului de la 7 la 2 conduce la o intensificare
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
descrește rapid, iar la pH 7 a fost neglijabilă. Rezultatele coincid cu cele obținute de acești autori anterior (Won și al., 2004). În al doilea caz, o descreștere a pH-ului de la 7 la 2 conduce la o intensificare a reținerii colorantului, cu valoarea maximă observată la pH 2. Studiile anterioare au identificat pe biomasa protonată de C. glutamicum următoarele grupe funcționale importante: carboxil (B-COO−), fosfat (B-HPO4−) și amino (B-NH3+) (Won și al., 2004, 2005). În primul rând, grupele aminice ale
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 fost similar cazului 1 până la pH 7. Pe măsură ce pH-ul crește ulterior, reținerea se intensifică din nou și se atinge o valoare 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
se intensifică din nou și se atinge o valoare 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de legare la 284,6; 285,9; 287,3; 288,6 și 290,0 eV au fost atribuite la C-(C,H), C-OH, C=O, O=C-O și respectiv CO3-. Spectrul C1s al biomasei se schimbă semnificativ după reținerea RO16 (Figura 4.44b). Deși aceleași cinci picuri pot fi stabilite în spectru, rapoartele lor sunt diferite de cele din biomasă înainte de sorbția RO16. Raportul ariilor picului la 288,6 eV, atribuit grupelor carboxil, s-a schimbat nesemnificativ pentru ambele
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
că biosorbția a trei coloranți reactivi (Reactive Red, Reactive Blue 19 și Reactive Orange 16) din soluții apoase cu biomasa de R. arrhisus uscată la temperatură ridicată a avut loc la pH 2,0. Autorii au explicat variația capacității de reținere a biomasei de Rizopus în funcție de pH pe baza punctului izoelectric efectiv. La valori de pH mai mici decât pH-ul izoelectric (< 4,0) biomasa are o sarcină negativă netă. Grupele funcționale care conțin azot, cum ar fi aminele sau imidazolii
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
numai în structura proteinei. Spectrele preparatelor de biomasă fungică dovedesc prezența grupelor amino care sunt în principal responsabile pentru legarea moleculelor de colorant Reactive Red 120 (Arica și Bayramoğlu, 2007). Fu și Viraraghavan (2000, 2001a, 2001b, 2002a, 2002b) au investigat reținerea coloranților Basic Blue 9 (cationic), Acid Blue 29 (anionic), Congo Red (anionic) și Disperse Red 1 (neionic) din soluții apoase prin biosorbție pe fung inactiv și pretratat de Aspergillus niger. S-a stabilit că trei grupe funcționale majore: carboxil, amino
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
inactiv și pretratat de Aspergillus niger. S-a stabilit că trei grupe funcționale majore: carboxil, amino și fosfat, și fracțiunea lipidică în biomasa de A. niger joacă un rol important în biosorbția acestor coloranți. Biomasa nativă are o capacitate de reținere redusă pentru cei trei coloranți (< 33 mg g-1) Prin modificarea chimică a biomasei, coloranții AO8, AB45, RO16 se rețin maxim 352, 196, respectiv 338 mg g-1. Se observă că în acest caz structura chimică a colorantului are rolul esențial în
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
modificată. 4.3.3.3. Levuri Aksu și Dönmez (2003) au stabilit capacitățile de biosorbție a nouă specii de levuri (Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, Kluyveromyces marxianus, Candida sp., Candida tropicalis, Candida lipolytica, Candida utilis, Candida quilliermendii și Candida membranaefaciens) pentru reținerea colorantului reactiv Remazol Blue din soluții apoase. La concentrații diferite de colorant afinitatea levurilor este diferită. Diferențele care apar între speciile levurice se datorează: structurii, grupelor funcționale, ariei suprafeței și particularităților morfologice care depind de clasificarea levurilor, gen și specii
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
se va intensifica la valori mari de 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
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). 4.3.3.4. Nămol Aksu (2001) a investigat biosorbția a doi coloranți reactivi (Reactive Blue 2 și Reactive Yellow 2) pe nămol activ uscat. Deoarece biosorbentul constă în principal în bacterii și protozoare, capacitatea mare de reținere a poluanților organici s-a presupus că se datorează polizaharidelor acide, chitinei, lipidelor, aminoacizilor și altor componenți celulari disponibili pe pereții celulari bacterieni. Ulterior, grupele funcționale ale nămolului activ uscat (Gulnaz și al., 2006) au fost identificate prin analiza FTIR
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
amino, care este pozitiv încărcată, este probabil responsabilă pentru adsorbția Reactive Red 4. Pe măsură ce pH-ul soluției crește, situsurile de legare încărcate negativ carboxilat și fosfat disociază mai mult, iar cele aminice încărcate pozitiv mai puțin, cu rezultate în creșterea reținerii Methylene Blue și diminuarea pentru Reactive Red 4 (Cai și al., 2009). Speciația biomasei în funcție de pH-ul soluției a fost simulată conform tipurilor și numărului de grupe funcționale ale nămolului activ (Figura 4.54). La pH < 2,0 aproape toate
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). Speciația biomasei în funcție de pH-ul soluției a fost simulată conform tipurilor și numărului de grupe funcționale ale nămolului activ (Figura 4.54). La pH < 2,0 aproape toate situsurile de legare au fost ocupate de protoni, iar reținerea colorantului bazic Methylene Blue nu a fost favorizată. Pe măsură ce pH-ul crește la 4, grupările carboxil devin încărcate negativ, în consecință, reținerea colorantului se intensifică rapid. Când pH-ul a fost mai mare decât 6, încărcarea negativă se datorează grupelor
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Figura 4.54). La pH < 2,0 aproape toate situsurile de legare au fost ocupate de protoni, iar reținerea colorantului bazic Methylene Blue nu a fost favorizată. Pe măsură ce pH-ul crește la 4, grupările carboxil devin încărcate negativ, în consecință, reținerea colorantului se intensifică rapid. Când pH-ul a fost mai mare decât 6, încărcarea negativă se datorează grupelor fosfat și reținerea colorantului bazic continuă. Grupele aminice sunt încărcate pozitiv când pH-ul este < 10. Reținerea colorantului Reactive Red 4 descrește
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Methylene Blue nu a fost favorizată. Pe măsură ce pH-ul crește la 4, grupările carboxil devin încărcate negativ, în consecință, reținerea colorantului se intensifică rapid. Când pH-ul a fost mai mare decât 6, încărcarea negativă se datorează grupelor fosfat și reținerea colorantului bazic continuă. Grupele aminice sunt încărcate pozitiv când pH-ul este < 10. Reținerea colorantului Reactive Red 4 descrește brusc de la pH 5, și devine mai lentă până când pH-ul crește la 6,8, datorită respingerii între grupările încărcate negativ
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
devin încărcate negativ, în consecință, reținerea colorantului se intensifică rapid. Când pH-ul a fost mai mare decât 6, încărcarea negativă se datorează grupelor fosfat și reținerea colorantului bazic continuă. Grupele aminice sunt încărcate pozitiv când pH-ul este < 10. Reținerea colorantului Reactive Red 4 descrește brusc de la pH 5, și devine mai lentă până când pH-ul crește la 6,8, datorită respingerii între grupările încărcate negativ ale colorantului și grupele carboxil și fosfat de pe suprafața biosorbentului. Aceste exemple arată că
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
În multe studii de biosorbție se ține cont de acest aspect, care a contribuit la elucidarea mecanismelor de biosorbție. Astfel, în cazul nămolului activ remarcat prin eficiență mare în sistemele de tratament biologice aerobice se consideră că mecanismul primar de reținere a coloranților este sorbția. Capacitatea maximă de reținere a colorantului Maxilon Red pe nămol activ a fost de 123,2 mg g-1 (Basibuyuk și Forster, 2003). Acești cercetători au constatat că Acid Yellow se reține puțin pe nămolul activ, fapt
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de acest aspect, care a contribuit la elucidarea mecanismelor de biosorbție. Astfel, în cazul nămolului activ remarcat prin eficiență mare în sistemele de tratament biologice aerobice se consideră că mecanismul primar de reținere a coloranților este sorbția. Capacitatea maximă de reținere a colorantului Maxilon Red pe nămol activ a fost de 123,2 mg g-1 (Basibuyuk și Forster, 2003). Acești cercetători au constatat că Acid Yellow se reține puțin pe nămolul activ, fapt ce se corelează cu structura anionică a grupării
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
lor cu încărcare pozitivă a grupărilor cromofore sunt ușor adsorbiți, atât de nămolul activ viabil, cât și de cel neviabil (Chu și Chen, 2002a, 2002b; Dohanyos și al., 1978; Hitz și al., 1978). Chu și Chen (2002a, 2002b) au studiat reținerea unor coloranți cu biomasa de nămol activ inactivat (prin temperatură ridicată) în domeniul mărimii particulelor de 105-297 μm. Coloranții selectați prezenți în ape reziduale au fost: anionici (Direct Orange 39 și Direct Red 83), neionici (Disperse Violet 8 și Disperse
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]