4,107 matches
-
2007). Studiul a fost extins apoi pentru utilizarea buretelui loofa ca material de imobilizare pentru entraparea fungului Trichoderma viride. Noul sistem de biosorbent se remarcă prin prețul de cost redus și adecvat pentru îndepărtarea Albastrului de metilen dintr-o soluție apoasă (Saeed și al., 2009). Pentru a obține biomasa imobilizată s-a utilizat fungul T. viride, menținut pe mediu solid de agar cu extract de malț. S-a realizat inocularea pentru producerea fazei staționare de suspensie hifală și imobilizarea fungică în
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. 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 adsorbenților și proprietățile porilor lor. Aria suprafeței
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 component al celulei care vine
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Banda de vibrație întindere de la 1658 cm-1 este datorată grupei carbonil (C=O). Picul de absorbție de la 1548 cm-1 presupune prezența grupei aminice. Banda de la 1075 cm-1 indică vibrații de întindere C-O. Mecanismul 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
reactiv, înconjurat de un înveliș cu reactivitate redusă. 4.3.3.2. Fungi Rezultatele obținute de O’Mahony și al. (2002) au arătat 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
și ale suprafeței biosorbentului. Fu și Viraraghavan (2000, 2001b) au relatat că pH-ul inițial al soluției de colorant influențează semnificativ comportamentul chimic al coloranților Acid Blue 29 și Basic Blue 9, cât și al fungului A. niger în soluție apoasă. pH-ul optim al soluției de colorant a fost 6,0 și 4,0 pentru Basic Blue 9 și respectiv Acid Blue 29. La pH 2,0 nu s-a produs sorbția colorantului acid. Aceiași cercetători (Fu și Viraraghavan, 2002a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
9 și respectiv Acid Blue 29. La pH 2,0 nu s-a produs sorbția colorantului acid. Aceiași cercetători (Fu și Viraraghavan, 2002a) au investigat efectul pH-ului asupra biosorbției Congo Red cu A. niger pretratat cu NaHCO3 în soluție apoasă și au determinat că pH-ul optim este 6,0. Mecanismul biosorbției a fost explicat prin următoarele: suprafața biomasei fungice pretratate cu NaHCO3 devine parțial încărcată pozitiv, dar poate avea și anumite situsuri de adsorbție încărcate negativ. Prezența concentrațiilor mari
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 și fosfat, și fracțiunea lipidică în biomasa de A. niger joacă un rol important în biosorbția acestor coloranți. Biomasa nativă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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. Acești cercetători consideră că pereții celulari ai
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
fosfat și sulfură. Rezultatele FTIR arată că biomasa de nămol activ uscat are benzile caracteristice pentru proteine, lipide, compuși polimerici și grupe de acizi carboxilici care sunt capabili de a reacționa cu grupele funcționale ale moleculelor de colorant în soluție apoasă. Nămolul granular aerobic neviabil se obține din nămol activ și provine ca urmare a unei tehnologii speciale și inactivare termică (Gao și al., 2010). Spectrele FTIR ale biosorbentului, înainte și după biosorbția colorantului Acid Yellow 17 (AY-17), au permis identificarea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
datele experimentale obținute. Conform structurii lor chimice, coloranții studiați sunt diferiți, și anume Reactive Red 4 (colorant reactiv) are patru grupări sulfonice care conferă încărcare negativă, în timp ce Methylene Blue (colorant bazic) este slab disociat și devine încărcat pozitiv în soluții apoase. Situsurile încărcate negativ ale nămolului protonat corespunzătoare grupărilor carboxil și fosfat sunt probabil situsuri adecvate de legare pentru MB. Grupa amino, care este pozitiv încărcată, este probabil responsabilă pentru adsorbția Reactive Red 4. Pe măsură ce pH-ul soluției crește, situsurile de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
iar qm are o valoare redusă. Deoarece adsorbția colorantului Reactive Orange 16 (RO16) pe biomasa de C. glutamicum a fost puternic influențată de pH, s-a utilizat analiza LC/MS pentru a separa și identifica speciile colorantului existente în soluții apoase la pH diferit, în domeniul 2,07-10,70 (Won și al., 2009a). În Figura 4.58(a-d) sunt prezentate cromatogramele înregistrate la 494 nm, pentru concentrația colorantului de 500 mg L-1. Pentru toate soluțiile apar trei picuri principale
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
pentru cele mai multe procese de sorbție. Masa moleculară mare a EPS, prezența mai multor situsuri de legare și forțele mai puternice van der Waals, împreună cu structura specifică au condus la adsorbții performante. Concentrația reziduală a colorantului Basic Blue 54 în soluție apoasă descrește cu creșterea pH-ului și devine constantă la un pH mai mare de 12. La pH scăzut încărcarea suprafeței materialului polimeric poate conduce la o încărcare pozitivă, încât H3O+ sunt în competiție cu cationii colorantului producând o descreștere a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
tratamentului colorant cu alga a fost atribuit proceselor de: -biosorbție (sorbția moleculelor de colorant pe suprafața celulelor de algă); -bioconversie (difuzia moleculelor de colorant în celulele de algă și conversia ulterioară internă); -biocoagulare (coagularea moleculelor de colorant prezent în faza apoasă pe biopolimerii eliberați ca intermediari metabolici, în decursul conversiei metabolice a colorantului și stabilizare ulterioară) (Venkata Mohan și al., 2002). 4.3.7. Mecanismele biosorbției pe baza interpretării datelor cinetice Majoritatea studiilor de biosorbție aprofundează aspectele cinetice ale proceselor în vederea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
acest sistem de adsorbție nu a urmat o reacție de pseudo-ordin doi, la concentrații reduse de colorant. S-a demonstrat că substanțele polimerice extracelulare eliberate de bacteria P. mirabilis TJ-1sunt foarte eficiente în reținerea colorantului Basic Blue 54 din soluții apoase. Sorbția colorantului la pH 12,0 poate atinge echilibrul în numai 5 min, la temperatura camerei. Cinetica de pseudo-ordin doi este adecvată acestui sistem (Zhang și al., 2009). 4.3.7.2. Fungi Aksu și Tezer (2000) au aplicat modelele
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
al., 2009). De asemenea, pentru sistemul Lentinus sajur-caju biomasa fungică (nativă și modificată)-colorant Reactive Red 120 a fost valabil același comportament (Arica și Bayramoğlu, 2007). Datele cinetice experimentale ale studiilor de biosorbție a colorantului Reactive Blue 4 din soluții apoase pe biomasa de P. chrysosporium (nativă și inactivată prin temperatură, acid și bază) au fost interpretate conform modelelor cinetice de pseudo-ordin întâi și Ritchie (reprezentarea 1/qt față de 1/t). Cinetica de pseudo-ordin unu se bazează pe faptul că procesul
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
toate preparatele de biomasă testate, dar concordă cu modelul cinetic Ritchie. Deoarece reprezentarea grafică pentru difuzia intraparticule a condus la drepte cu intercept diferit de zero, se consideră că difuzia intraparticule nu este mecanismul dominant pentru biosorbția colorantului din soluții apoase pe biomasa nativă și modificată de P. chrysosporium (Bayramoğlu și al., 2006). 4.3.7.3. Biomasa levurică Aksu și Donmez (2003) au studiat cinetica de biosorbție a colorantului Remazol Blue la concentrația inițială de 200 mg L-1 cu
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 între faza apoasă și cea solidă. O creștere a concentrației inițiale a colorantului conduce la mărirea capacității de adsorbție a colorantului Methylene Blue pe biomasa bacteriană neviabilă de Streptomyces rimosus. Viteza de sorbție a colorantului este foarte mare la început (primele 5 minute
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
dar și grupele de acid carboxilic și fosfat, cât și fracțiunea lipidică, pot furniza situsuri de legare suplimentare. După cum se observă din Figura 4.74, ambele molecule de colorant au grupări sulfonice și amino, deci pot ioniza ușor în soluție apoasă. În consecință, au loc interacțiuni electrostatice biomasă-colorant. Biosorbția scăzută a Direct Blue-1 comparativ cu Direct Red-128 poate fi atribuită masei moleculare a coloranților, cu efect de restricționare a adsorbției și anume, cea a Direct Blue-1 este mult mai mare decât
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de cooperare și de a înțelege mecanismele proceselor, pentru a putea prezice comportamentul de adsorbție a contaminanților în sisteme complexe. Gallanger și al. (1997) au semnalat efectele reciproce ale coloranților sintetici și ale unor ioni ai metalelor grele, din efluenți apoși, în procesul de biosorbție cu biomasă fungică. O’Mahony și al. (2002) au investigat efectul ionilor Cd2+ asupra adsorbției pe biomasa uscată de R. arrhizus a coloranților: Cibacron Red, Reactive Blue 19 și Reactive Orange 16. Reținerea fiecărui colorant s-
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
adsorbție și s-a utilizat în cicluri sucesive de adsorbție-desorbție. Descreșterea eficienței de sorbție a TVILS după cinci cicluri de adsorbție-desorbție a fost de ~4,3%, care arată că acesta are un potențial bun de adsorbție a colorantului din soluția apoasă, chiar după utilizarea repetată. În schimb, s-a obținut o descreștere de 23,6% în capacitatea de îndepărtare a colorantului cu TVFB după cinci cicluri de adsorbție-desorbție. Această decreștere în capacitatea de îndepărtare a colorantului pentru TVFB poate fi datorată
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
într-un sistem continuu cu pat fix, a unor coloranți reactivi diferiți: - Gemacion (Procion) Red H-E7B (GR), de tip mono-azo monoclortriazinic; - Gemazol Turquise Blue G(GTB), de tip mono-azo vinilsulfonă; - Gemactive Black HFGR (GB), de tip di-azo vinilsulfonă, din soluție apoasă. A fost investigat efectul vitezei de curgere și al concentrației de intrare a colorantului asupra caracteristicilor de sorbție a fungului R. arrhizus la pH 2,0 și 25oC pentru fiecare colorant. S-a utilizat o microcoloană de sticlă cu diametrul
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
5 Sorbția și desorbția colorantului Reactive Black 5 pe biomasa de Corynebacterium glutamicum, imobilizată Corynebacterium glutamicum imobilizată cu polisulfonă a fost întrebuințată ca biosorbent și pentru îndepărtarea continuă într-o coloană împachetată a colorantului Reactive Black 5 (RB5) din soluție apoasă (Vijayaraghavan și Yun, 2008b). Performanța biosorbentului a fost evaluată cu înălțimi diferite ale patului (8-10 cm), viteze de curgere (0,5-1,0 mL min-1) și concentrații inițiale ale colorantului (50-100 mg L-1). Au fost observate condiții favorabile pentru biosorbția
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
echilibrului. Pentru acest sistem investigat s-a ajuns la concluzia că miceliul fungic de T. versicolor poate fi utilizat mult mai eficient și economic într-un proces static, decât în sistem continuu pe coloană, pentru îndepărtarea colorantului (RBMR) din soluții apoase. Concluzii și perspective Procesele de adsorbție a coloranților cu sorbenți neconvenționali sunt considerate ca tehnologii promițătoare care implică transferul de fază al moleculelor de adsorbat pe adsorbent, rezultând un efluent incolor. Condițiile optime de adsorbție pot fi stabilite prin respectarea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]