5,366 matches
-
pulverizatorului cu dimensiunea 0,8 mm) în apă deionizată care conține NaOH și etanol . Granulele de chitosan formate se spală cu apă deionizată până la reacție neutră (Wu și al., 2001a; 2001b). Chitosanul prezintă afinitate extrem de mare pentru multe clase de coloranți, dar în particular s-a demonstrat capacitatea deosebită de îndepărtare a coloranților anionici, cum ar fi cei acizi, reactivi și direcți, datorită structurii sale unice policationice (Tabelul 3.5). 3.3.4. Metode de activare a chitosanului 3.3.4
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
aproximativ 5. Deoarece valoarea pKa a grupei amino a restului glucozaminic este 6,3, chitosanul este puternic încărcat pozitiv în mediu acid. Tratarea chitosanului cu acizi produce deci grupări aminice protonate și aceasta facilitează interacțiunile electrostatice între lanțurile polimerice și coloranții anionici încărcați negativ. Solubilitatea dependentă de pH a chitosanului constituie un instrument convenabil pentru a îmbunătăți performanța sa, deși solubilitatea este un parametru foarte dificil de controlat. De fapt, solubilitatea depinde de concentrație și tipul de acid. Polimerul se dizolvă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
intercatenare datorită legăturilor de hidrogen și caracterul hidrofob al grupărilor acetil. Unii autori (Trung și al., 2003) au propus o pretratare cu acid citric pentru a produce chitosan cu un grad scăzut de cristalinitate și capacitate mare de a reține coloranți anionici. Procentul de cristalinitate al chitosanului decristalizat a fost de 10%, semnificativ mai mic decât al chitosanului brut (32%). Această reducere este atribuită probabil unei rearanjări a lanțurilor polimerice în timpul precipitării în prezența ionilor citrat. Se menționează de asemenea că
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
al chitosanului brut (32%). Această reducere este atribuită probabil unei rearanjări a lanțurilor polimerice în timpul precipitării în prezența ionilor citrat. Se menționează de asemenea că chitosanul decristalizat are același grad de deacetilare și masă moleculară ca cel original. Acesta adsoarbe coloranții anionici de două ori mai eficient decât chitosanul brut, datorită caracterului său amorf, dar prezintă o capacitate scăzută de adsorbție a coloranților cationici. Prezența cenușii în chitosanul decristalizat poate de asemenea juca un rol important în capacitatea crescută de legare
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
prin reacții de grefare (Chao și al., 2004; Crini și al., 2008a, 2008b; Gaffar și al., 2005; Martel și al., 2001; Shimizu și al., 2005; Uzun și Güzel, 2005). Modificările pot conduce la îmbunătățirea performanțelor de reținere și selectivității față de coloranți, modificarea proprietăților fizice și chimice ale polimerului, controlul proprietăților de difuzie și scăderea sensibilității adsorbției la condițiile de mediu. Informații utile legate de grefarea chimică a chitosanului cu liganzi specifici au fost sintetizate de unii autori (Jayakumar și al., 2002
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
controlul proprietăților de difuzie și scăderea sensibilității adsorbției la condițiile de mediu. Informații utile legate de grefarea chimică a chitosanului cu liganzi specifici au fost sintetizate de unii autori (Jayakumar și al., 2002; Prabaharan și Mano, 2006). Singura clasă de coloranți pentru care chitosanul și chitosanul funcționalizat au afinitate mică sunt cei bazici (cationici). Pentru a rezolva această problemă, unii autori (Crini și al., 2008a; 2008b) au sugerat utilizarea derivaților de mono și di N-benzil sulfonat de chitosan pentru a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
succinică pentru adsorbția Basic Blue 9. Chao și al. (2004) au sugerat grefarea enzimatică a grupelor carboxil pe chitosan. Prezența unor grupe funcționale noi pe suprafața granulelor rezultă în creșterea polarității suprafeței și densității situsurilor de adsorbție, îmbunătățind selectivitatea pentru colorant. Shimizu și al. (2005) au propus materiale noi obținute prin reacția chitosanului cu acizi grași superiori funcționalizați cu o grupare glicidil, pentru a introduce catene alifatice lungi. Autorii au observat că acești produși pot fi utilizați ca materiale eficiente de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
alifatice lungi. Autorii au observat că acești produși pot fi utilizați ca materiale eficiente de adsorbție a coloranților anionici și cationici. Uzun și Güzel (2004, 2005) au raportat că chitosanul carboximetilat este un adsorbent mai bun decât chitosanul brut pentru coloranții acizi, iar producerea sa nu este costisitoare. Grupele carboxilice grefate pe chitosan pot servi ca donori de electroni în mediu alcalin și conferă chitosanului capacitatea de a adsorbi coloranții cationici din soluții apoase (Jayakumar și al., 2005). Chao și al
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
chitosanul carboximetilat este un adsorbent mai bun decât chitosanul brut pentru coloranții acizi, iar producerea sa nu este costisitoare. Grupele carboxilice grefate pe chitosan pot servi ca donori de electroni în mediu alcalin și conferă chitosanului capacitatea de a adsorbi coloranții cationici din soluții apoase (Jayakumar și al., 2005). Chao și al. (2004) au utilizat 4 tipuri de derivați ai fenolului: acid 4-hidroxibenzoic (BA); acid 3,4-dihidroxibenzoic (DBA), acid 3,4-dihidroxifenil-acetic (FA), acid hidrocafeic (CA), individual, ca substrate pentru tirozinază pentru
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
grefate pe chitosan. Granulele de chitosan modificat sunt eficiente în adsorbția coloranților cationici, cum ar fi Cristal violet și Bismarck Brown Y. După reacția de grefare enzimatică grupele aminice rămase pe acest chitosan modificat își mențin capacitatea de a reține coloranții anionici. Adsorbția este de tip Langmuir, iar capacitatea maximă de adsorbție scade în ordinea: Chitosan-CA > Chitosan-FA > Chitosan DBA > Chitosan-BA. Polimerii care conțin ciclodextrină (CD) sunt compuși de interes în multe aplicații, datorită capacității lor de a forma complecși „host-guest”. Derivații
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
matrici adsorbente noi. Furusaki și al. (1996) au dezvoltat sinteza unui nou derivat de β-CD-chitosan prin modificarea covalentă a carboximetil-β-CD cu chitosan și care are capacitatea de a forma un complex de incluziune. Această proprietate a fost studiată utilizând un colorant fluorescent (6-(p-toluidin)-2-naftalen-6-sulfonat, ca moleculă „guest”. Polimerul host având grupări aminice libere pe catena de chitosan recunoaște molecula de colorant atât prin interacțiune ionică, cât și complexare host-guest. β-CD a fost cuplată cu chitosan prin intermediul derivatului său monoclorotriazinic (Figura
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
chitosan și care are capacitatea de a forma un complex de incluziune. Această proprietate a fost studiată utilizând un colorant fluorescent (6-(p-toluidin)-2-naftalen-6-sulfonat, ca moleculă „guest”. Polimerul host având grupări aminice libere pe catena de chitosan recunoaște molecula de colorant atât prin interacțiune ionică, cât și complexare host-guest. β-CD a fost cuplată cu chitosan prin intermediul derivatului său monoclorotriazinic (Figura 3.28) (Martel și al., 2001). Adsorbția coloranților textili pe acest derivat arată că acest adsorbent prezintă o capacitatea superioară de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
polimerul părinte și chiar față de gelurile pe bază de ciclodextrină-epiclorhidrină. A fost de asemenea investigată capacitatea de adsorbție a coloranților acizi și cationici pe chitosan modificat cu acizi grași superiori (Shimizu și al., 2005). Capacitatea chitosanului modificat de a adsorbi coloranți anionici la concentrații mai mari ale colorantului crește cu creșterea gradului de substituție. Chitosanul modificat cu grad mai mic de substituție este însă mai eficient comparativ cu cărbunele activ comercial, la concentrații mari ale colorantului. Pentru coloranții cationici chitosanul modificat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
bază de ciclodextrină-epiclorhidrină. A fost de asemenea investigată capacitatea de adsorbție a coloranților acizi și cationici pe chitosan modificat cu acizi grași superiori (Shimizu și al., 2005). Capacitatea chitosanului modificat de a adsorbi coloranți anionici la concentrații mai mari ale colorantului crește cu creșterea gradului de substituție. Chitosanul modificat cu grad mai mic de substituție este însă mai eficient comparativ cu cărbunele activ comercial, la concentrații mari ale colorantului. Pentru coloranții cationici chitosanul modificat chimic prezintă o bună eficiență a adsorbției
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
chitosanului modificat de a adsorbi coloranți anionici la concentrații mai mari ale colorantului crește cu creșterea gradului de substituție. Chitosanul modificat cu grad mai mic de substituție este însă mai eficient comparativ cu cărbunele activ comercial, la concentrații mari ale colorantului. Pentru coloranții cationici chitosanul modificat chimic prezintă o bună eficiență a adsorbției. 3.3.4.3. Funcționalizare Pulberile de chitosan brut prezintă mai multe dezavantaje, cum ar fi proprietăți mecanice nesatisfăcătoare și rezistență termică slabă. O altă limitare importantă a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de a adsorbi coloranți anionici la concentrații mai mari ale colorantului crește cu creșterea gradului de substituție. Chitosanul modificat cu grad mai mic de substituție este însă mai eficient comparativ cu cărbunele activ comercial, la concentrații mari ale colorantului. Pentru coloranții cationici chitosanul modificat chimic prezintă o bună eficiență a adsorbției. 3.3.4.3. Funcționalizare Pulberile de chitosan brut prezintă mai multe dezavantaje, cum ar fi proprietăți mecanice nesatisfăcătoare și rezistență termică slabă. O altă limitare importantă a materialului brut
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
chitosan poate adsorbi 2498 mg Reactive Blue 2, 2422 mg Reactive Red 2, 2383 mg Direct Red 81 și 1954 mg Acid Orange 12 (Chiou și al., 2004). Trebuie specificat că în cazul cărbunelui activ comercial capacitatea de adsorbție pentru coloranții reactivi variază în general între 278 și 714 mg g-1 (Crini, 2006). Un alt avantaj al EPI este acela că nu elimină funcțiunea cationică a polimerului, care reprezintă situsurile majore de adsorbție a coloranților anionici. ). Funcționalizarea cu GLU (formarea funcțiunilor
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
disponibilitatea funcțiunilor aminice pentru complexarea coloranților și la un raport mare de funcționalizare capacitatea de reținere scade dramatic. Chiou și Li (2003) au indicat că raportul de funcționalizare afectează ușor capacitatea de adsorbție la echilibru în domeniul studiat. Cantitatea de colorant adsorbit este mai mare în mediu acid decât în mediu bazic. Aceasta se explică considerând viteza de difuzie la nivelul granulelor îmbibate în mediu acid și bazic. În mediu bazic, o îmbibare limitată a granulelor inhibă difuzia coloranților cu o
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
explică considerând viteza de difuzie la nivelul granulelor îmbibate în mediu acid și bazic. În mediu bazic, o îmbibare limitată a granulelor inhibă difuzia coloranților cu o viteză mare. Dintre condițiile reacției de funcționalizare, cu un impact mare asupra adsorbției colorantului, sunt natura chimică a agentului de funcționalizare, dar și gradul de reacție. În general, capacitatea de adsorbție depinde de gradul de funcționalizare și scade cu creșterea densității de funcționalizare. La funcționalizarea granulelor cu GLU în condiții eterogene, s-a observat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
funcționalizare este necesară pentru a îmbunătăți rezistența mecanică, rezistența materialului la condiții acide, alcaline și compuși chimici și de asemenea pentru creșterea capacității de adsorbție a chitosanului. Prin compararea performanțelor de adsorbție a chitosanului funcționalizat și cărbunelui activ comercial pentru coloranții anionici, valorile pentru primul au fost de 3-15 ori mai mari la același pH. În ceea ce privește eficiența funcționalizării cu GLU, aceasta depinde de procedura și gradul de funcționalizare. În condiții omogene, chitosanul este amestecat cu soluție de GLU după ce se dizolvă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
funcționalizare. În condiții omogene, chitosanul este amestecat cu soluție de GLU după ce se dizolvă în soluție de acid acetic, în timp ce în cea eterogenă chitosanul solid se amestecă cu soluție de GLU. Se constată un raport optim aldehidă/chitosan pentru adsorbția colorantului, care depinde de modul de operare. Creșterea inițială a adsorbției colorantului a fost atribuită nivelelor scăzute de funcționalizare în precipitate, prevenind formarea aranjamentelor catenare strâns împachetate, fără o reducere semnificativă în capacitatea de îmbibare. Această creștere în adsorbție a fost
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
după ce se dizolvă în soluție de acid acetic, în timp ce în cea eterogenă chitosanul solid se amestecă cu soluție de GLU. Se constată un raport optim aldehidă/chitosan pentru adsorbția colorantului, care depinde de modul de operare. Creșterea inițială a adsorbției colorantului a fost atribuită nivelelor scăzute de funcționalizare în precipitate, prevenind formarea aranjamentelor catenare strâns împachetate, fără o reducere semnificativă în capacitatea de îmbibare. Această creștere în adsorbție a fost interpretată ca creștere a hidrofilicității și accesibilității grupărilor de complexare, ca
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
observat de asemenea dependența capacității de adsorbție de gradul de funcționalizare și scăderea acesteia cu creșterea densității de funcționalizare. Acest rezultat a fost interpretat în principal prin faptul că reacția de funcționalizare cu GLU scade disponibilitatea funcțiunilor aminice pentru complexarea colorantului. Rezultatele au arătat că granulele de chitosan funcționalizat cu GLU prezintă o capacitate mai mare de adsorbție decât cele cu glioxal. Shimizu și al. (2003) au arătat de asemenea că gradul de funcționalizare are o influență semnificativă asupra proprietăților de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
pH-ul soluției joacă un rol important în întregul proces de adsorbție, influențând nu numai încărcarea suprafeței adsorbentului, gradul de ionizare al materialului prezent în soluție și disocierea grupelor funcționale de la nivelul situsurilor active ale adsorbentului, dar și chimia soluției colorantului. Este important de menționat că dacă adsorbția pe cărbunele activ comercial este larg independentă de pH, adsorbția coloranților (anionici) pe chitosan este controlată de aciditatea soluției. În primul rând, pH-ul influențează încărcarea suprafeței adsorbentului. Chitosanul este o bază slabă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Practic, aceasta se situează între 6,5 și 6,7 pentru funcțiile aminice complet neutralizate (Guibal, 2005). Chitosanul este policationic în mediu acid, grupele aminice libere sunt protonate și polimerul devine total solubil, aceasta facilitând interacțiunea electrostatică între chitosan și coloranții anionici. Această proprietate de a forma cationi va influența procedeul de adsorbție, în special în cazul coloranților anionici, în funcție de încărcarea și grupările funcționale ale colorantului în condiții experimentale date. În literatura de specialitate capacitatea coloranților anionici de a fi adsorbiți
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]