5,366 matches
-
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). 3.2.1. Caracteristicile materialului adsorbent și influența acestora asupra
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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). 3.2.1. Caracteristicile materialului adsorbent și influența acestora asupra capacității de adsorbție Compoziția diferitelor tipuri de rumegușuri este variabilă. De exemplu, rumegușul de fag
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
este direct proporțională cu suprafața expusă totală și invers proporțională cu diametrul particulei pentru adsorbenții neporoși. Prezența unui număr mare de particule cu mărime mai mică asigură sistemul de adsorbție cu o arie mai mare a suprafeței disponibilă pentru reținerea colorantului. În unele studii se utilizează diferite fracțiuni de mărime. Astfel, Ferrero (2007) a testat patru tipuri de rumegușuri (cireș, nuc, pin și stejar), cu două fracțiuni de mărime 125 µm (75-180 µm) și 500 µm (300-710 µm). Adsorbția a doi
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
În unele studii se utilizează diferite fracțiuni de mărime. Astfel, Ferrero (2007) a testat patru tipuri de rumegușuri (cireș, nuc, pin și stejar), cu două fracțiuni de mărime 125 µm (75-180 µm) și 500 µm (300-710 µm). Adsorbția a doi coloranți din clase diferite, Albastru de metilen și Acid Blue 25, este favorizată de particulele cu mărimea cea mai mică în cazul tuturor tipurilor de rumeguș testate. La adsorbția colorantului Verde malachit pe rumeguș de neem s-a constatat că pentru
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
µm (75-180 µm) și 500 µm (300-710 µm). Adsorbția a doi coloranți din clase diferite, Albastru de metilen și Acid Blue 25, este favorizată de particulele cu mărimea cea mai mică în cazul tuturor tipurilor de rumeguș testate. La adsorbția colorantului Verde malachit pe rumeguș de neem s-a constatat că pentru o soluție de colorant de concentrație inițială 12 mg L-1 (30 °C, pH 7,2) procentul de colorant adsorbit crește de la 65,75% la 75,78% odată cu micșorarea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Albastru de metilen și Acid Blue 25, este favorizată de particulele cu mărimea cea mai mică în cazul tuturor tipurilor de rumeguș testate. La adsorbția colorantului Verde malachit pe rumeguș de neem s-a constatat că pentru o soluție de colorant de concentrație inițială 12 mg L-1 (30 °C, pH 7,2) procentul de colorant adsorbit crește de la 65,75% la 75,78% odată cu micșorarea mărimii particulelor de adsorbent de la 100 la 50 mesh (Khattri și Singh, 2009). Efectul mărimii
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
mică în cazul tuturor tipurilor de rumeguș testate. La adsorbția colorantului Verde malachit pe rumeguș de neem s-a constatat că pentru o soluție de colorant de concentrație inițială 12 mg L-1 (30 °C, pH 7,2) procentul de colorant adsorbit crește de la 65,75% la 75,78% odată cu micșorarea mărimii particulelor de adsorbent de la 100 la 50 mesh (Khattri și Singh, 2009). Efectul mărimii particulelor a fost studiat și de Özacar și Sengil (2005a), pentru reținerea a doi coloranți
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
colorant adsorbit crește de la 65,75% la 75,78% odată cu micșorarea mărimii particulelor de adsorbent de la 100 la 50 mesh (Khattri și Singh, 2009). Efectul mărimii particulelor a fost studiat și de Özacar și Sengil (2005a), pentru reținerea a doi coloranți, Metal complex Blue (MCB) și Metal Complex Yellow (MCY), pe rumeguș de pin. După cum se observă din Figura 3.12, capacitatea de adsorbție se mărește cu scăderea dimensiunii particulelor. Pentru cea mai mică fracțiune de mărime (90-150 µm), cantitatea maximă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
pentru MCB, respectiv MCY. În cazul adsorbției Albastrului de metilen și a Metil violetului pe rumeguș de Mansonia (Ofomaja, 2008) dimensiunea particulelor influențează de asemenea capacitatea de adsorbție. Astfel, pentru particulele cu dimensiuni mai mici procentul de îndepărtare pentru ambii coloranți este mai mare. La 140 min, procentul de îndepărtare a Albastrului de metilen este 23,8% pentru fracțiunea 150-600 µm, 31,39% pentru fracțiunea 150-500 µm, 54,04% pentru 150-400 µm și 96,59% pentru 150-300 µm. În cazul Metil
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
150-600 µm, 20,26% pentru 150-500 µm, 28,02% pentru 150-400 µm și 53,69% pentru 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
acido-bazice, legătura de hidrogen, interacțiuni hidrofobe, adsorbție fizică, precipitare. O analiză a datelor din literatură indică faptul că este posibil ca cel puțin unele din aceste mecanisme să acționeze într-o anumită măsură simultan, în funcție de compoziția chimică a sorbentului, natura colorantului și mediul din soluție. Existența acțiunilor fizico-chimice în 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 o competiție între
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
-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 chimiosorbția. În schimb, poate avea loc respingerea electrostatică a unui colorant acid, încărcat negativ, iar valorile mici de pH pot îmbunătăți capacitatea de adsorbție a materialului celulozic pentru acest tip de coloranți, datorată unui proces reversibil care implică adsorbție fizică. A fost comparată capacitatea cojii de alune de a reține diferiți
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Așadar, mecanismul principal de adsorbție a coloranților bazici este chimiosorbția. În schimb, poate avea loc respingerea electrostatică a unui colorant acid, încărcat negativ, iar valorile mici de pH pot îmbunătăți capacitatea de adsorbție a materialului celulozic pentru acest tip de coloranți, datorată unui proces reversibil care implică adsorbție fizică. A fost comparată capacitatea cojii de alune de a reține diferiți coloranți cu cea a diferitelor tipuri de rumegușuri, care s-au dovedit a fi adsorbenți neconvenționali eficienți (Ferrero, 2007). Cojile de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
acid, încărcat negativ, iar valorile mici de pH pot îmbunătăți capacitatea de adsorbție a materialului celulozic pentru acest tip de coloranți, datorată unui proces reversibil care implică adsorbție fizică. A fost comparată capacitatea cojii de alune de a reține diferiți coloranți cu cea a diferitelor tipuri de rumegușuri, care s-au dovedit a fi adsorbenți neconvenționali eficienți (Ferrero, 2007). Cojile de alune conțin aceleași grupe funcționale polare, cum ar fi alcoolice, carbonilice, carboxilice și fenolice, implicate în legarea poluanților adsorbiți. Cinetica
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Di (cm2 s) cu relația: (3.1) în care r reprezintă raza particulei calculată prin analiza de sitare, presupunând 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 suprafața rumegușului. Aceste grupe funcționale sunt răspunzătoare de capacitatea de schimb cationic a rumegușului. Coloranții bazici, pe de altă parte, pot ioniza în apă cu formarea unei molecule încărcată negativ. Rumegușul de Mansonia poate fi reprezentat în două moduri și este posibil ca adsorbția de bază să urmeze mecanismul următor: MS- + BD+ MSBD (BD)22
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
care, BD este colorantul bazic, MS- și MSH sunt situsurile polare la suprafața rumegușului de Mansonia. Aceste reacții stau la baza modelului de pseudo-ordin doi, care presupune că etapa determinantă de viteză este adsorbția chimică sau chimiosorbția. Mărimea moleculelor de colorant și capacitatea lor de a forma specii încărcate influențează adsorbția acestora pe adsorbent. Sarcina pozitivă a Albastrului de metilen este pe atomul de sulf. Încărcarea pozitivă este creată prin extragerea perechii de electroni liberi ai atomului de sulf în a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de nucleu, cu formarea unei sarcini pozitive pe atomul de azot. Sarcina pozitivă a atomului de sulf este astfel mai stabilizată decât sarcina pozitivă a azotului și va prezenta o afinitate mai mare pentru sarcina negativă a rumegușului. Cantitatea de colorant adsorbit și constantele vitezei de adsorbție sunt mai mari pentru Albastru de metilen, comparativ cu Metil violet. Mărimea moleculei de colorant influențează de asemenea cantitatea de colorant adsorbit. De exemplu, cantitatea de colorant necesară pentru a ocupa o suprafață dată
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
decât sarcina pozitivă a azotului și va prezenta o afinitate mai mare pentru sarcina negativă a rumegușului. Cantitatea de colorant adsorbit și constantele vitezei de adsorbție sunt mai mari pentru Albastru de metilen, comparativ cu Metil violet. Mărimea moleculei de colorant influențează de asemenea cantitatea de colorant adsorbit. De exemplu, cantitatea de colorant necesară pentru a ocupa o suprafață dată este mai mică atunci când mărimea moleculei de colorant este mai mare. Aceasta poate reprezenta cauza trecerii de la un mecanism de adsorbție
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
va prezenta o afinitate mai mare pentru sarcina negativă a rumegușului. Cantitatea de colorant adsorbit și constantele vitezei de adsorbție sunt mai mari pentru Albastru de metilen, comparativ cu Metil violet. Mărimea moleculei de colorant influențează de asemenea cantitatea de colorant adsorbit. De exemplu, cantitatea de colorant necesară pentru a ocupa o suprafață dată este mai mică atunci când mărimea moleculei de colorant este mai mare. Aceasta poate reprezenta cauza trecerii de la un mecanism de adsorbție la altul după 15 min pentru
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
pentru sarcina negativă a rumegușului. Cantitatea de colorant adsorbit și constantele vitezei de adsorbție sunt mai mari pentru Albastru de metilen, comparativ cu Metil violet. Mărimea moleculei de colorant influențează de asemenea cantitatea de colorant adsorbit. De exemplu, cantitatea de colorant necesară pentru a ocupa o suprafață dată este mai mică atunci când mărimea moleculei de colorant este mai mare. Aceasta poate reprezenta cauza trecerii de la un mecanism de adsorbție la altul după 15 min pentru Metil violet și 30 min pentru
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
mai mari pentru Albastru de metilen, comparativ cu Metil violet. Mărimea moleculei de colorant influențează de asemenea cantitatea de colorant adsorbit. De exemplu, cantitatea de colorant necesară pentru a ocupa o suprafață dată este mai mică atunci când mărimea moleculei de colorant este mai mare. Aceasta poate reprezenta cauza trecerii de la un mecanism de adsorbție la altul după 15 min pentru Metil violet și 30 min pentru Albastru de metil. Molecula de Metil violet este mai mare și va ocupa o suprafață
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
min pentru Albastru de metil. Molecula de Metil violet este mai mare și va ocupa o suprafață dată mai rapid decât molecula de Albastru de metilen, care este mai mică. Modelul Boyd aplicat pentru a investiga mecanismul de adsorbție a colorantului Verde malachit pe rumeguș de ratan (Hameed și El-Khaiary, 2008b), prin reprezentarea Bt funcție de timp, conduce la o porțiune neliniară la timp de adsorbție scurt, ceea ce înseamnă că difuzia în pori nu controlează viteza de adsorbție în perioada inițială. Aceasta
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
obicei, scăderea valorii ki de la difuzia în macropori la difuzia în mezopori este o consecință normală a reducerii parcursului relativ liber pentru difuzie pentru fiecare mărime a porilor. Rezultatele regresiei liniare pe segmente sugerează că pentru toate concentrațiile inițiale ale colorantului, cu excepția celei de 200 mg L-1, există o singură etapă de difuzie prin pori (Figura 3.16). Aceasta începe la terminarea etapei controlată de difuzia în film (sau reacția chimică), reprezentată de primul segment, și continuă până se atinge
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]