5,973 matches
-
de aluminiu, iar în cele trioctaedrice de magneziu și fier. La introducerea unei particule de argilă încărcată negativ într-o soluție conținând cationi, aceștia se deplasează către suprafața particulelor prin mai multe mecanisme: - se poate forma un complex neutru prin legarea unui cation monovalent la un situs negativ monovalent de la suprafața adsorbentului, prin forțe electrostatice; - se pot forma complecși încărcați prin legarea a doi cationi organici monovalenți la un situs monovalent; - în cazul situsurilor neutre la suprafața externă, se poate forma
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
conținând cationi, aceștia se deplasează către suprafața particulelor prin mai multe mecanisme: - se poate forma un complex neutru prin legarea unui cation monovalent la un situs negativ monovalent de la suprafața adsorbentului, prin forțe electrostatice; - se pot forma complecși încărcați prin legarea a doi cationi organici monovalenți la un situs monovalent; - în cazul situsurilor neutre la suprafața externă, se poate forma un complex încărcat monovalent prin legarea unui cation organic la un situs neutru. Pentru a îmbunătăți proprietățile de adsorbție ale adsorbenților
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
situs negativ monovalent de la suprafața adsorbentului, prin forțe electrostatice; - se pot forma complecși încărcați prin legarea a doi cationi organici monovalenți la un situs monovalent; - în cazul situsurilor neutre la suprafața externă, se poate forma un complex încărcat monovalent prin legarea unui cation organic la un situs neutru. Pentru a îmbunătăți proprietățile de adsorbție ale adsorbenților pe bază de argile s-au dezvoltat argile activate și modificate. Adsorbția coloranților pe argile este dominată în principal de procese de schimb ionic, deci
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
pe caolinit crește cu creșterea pH-ului (Karaoğlu și al., 2009). Capacitatea de adsorbție se îmbunătățește cu modificarea pH-ului de la 3,0 la 9,0. Pentru mineralele argiloase ionii determinanți sunt H+ și OH- și ionii complecși formați prin legarea cu aceștia. Prin hidroliză se rup legăturile Si-O și Al-OH de la suprafața cristalelor de argilă. Atomii de siliciu de la suprafață tind să își mențină coordinarea tetraedrică cu oxigenul și își completează coordinarea la temperatura camerei prin atașarea grupelor monovalente
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
asupra proprietăților de adsorbție. S-a constatat că acesta ar putea induce creșterea sau scăderea ariei suprafeței specifice, mărimea porilor, volumul porilor montmorillonitului în funcție de mărime, aranjarea moleculară și gradul de hidratare a ionului schimbat. S-a observat de asemenea că legarea hidrofobă prin conglomerarea grupărilor mari alchilice C16 asociate cu HDTMA poate favoriza încărcarea pozitivă a suprafeței montmorillonitului, ceea ce nu se observă în cazul modificării cu TMA. Reținerea Acid Red 151 din soluții apoase a fost studiată la diferite concentrații de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
la efectul substanțelor toxice care apar în mediul de viață. Reținerea coloranților de către microorganisme, are drept rezultat concentrarea lor și poate implica o combinație a mecanismului de transport activ sau pasiv, începând cu difuzia componentului adsorbit la suprafața celulei microbiene. Legarea la situsurile suprafeței celulare pentru care manifestă afinitate chimică nu este dependentă de metabolism, producându-se pentru ambele tipuri de celule microbiene viabile și inactivate, fapt semnalat de mult timp (Mishra și Tripathy, 1993; Slokar și Le Marechal, 1997). Adsorbția
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
comerciali care conțin alături de coloranții puri și alți componenți în proporții diferite. De aceea, natura chimică a colorantului (specie, mărime, sarcină ionică) și sursa de proveniență determină mecanismul adsorbției. Pentru celulele viabile toxicitatea colorantului și concentrația lui influențează mult procesul. Legarea de biomasa inactivată poate depinde în afară de tipul de colorant, de tipul de biomasă, de modul de obținere și proprietățile de suprafață specifice biosorbentului și condițiile de mediu (pH, temperatură, tărie ionică, prezența ionilor metalici, a liganzilor anorganici sau organici în
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
cele mai utilizate sunt: tratamentul termic, autoclavarea, tratare cu microunde, tratare cu radiații gama, liofilizarea, tratarea cu substanțe chimice, granularea aerobică, transformarea în particule cu proprietăți magnetice. Procedeele chimice sunt foarte eficiente, ca urmare a măririi numărului de situsuri de legare existente pe suprafața biomasei, a modificării structurii situsurilor și a unor reacții de polimerizare. Frecvent se aplică un singur tip de pretratament, dar se întânesc și procedee combinate care au drept scop final îmbunătățirea performanțelor biosorbentului. Biomasa neviabilă pretratată poate
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de la 1,17 mg Basic Blue 9 / g biomasă fungică viabilă la 18,54 mg g-1 biomasă autoclavată. Cercetătorii au sugerat că autoclavarea ar putea distruge structura fungică și are loc o accesibilitate a colorantului cationic la situsurile potențiale, de legare. În alt studiu, biomasa de A. niger rezultată după fiecare pretratament chimic a fost spălată și autoclavată pentru 30 minute la 121șC și 18 psi, apoi uscată la 60-70șC, timp de 36 ore. Biomasa uscată a fost mojarată și cernută
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
utilizat ca adsorbent pentru sorbția coloranților Methylene Blue și Reactive Red 4 din soluții apoase. Imaginea SEM a nămolului (Figura 4.21) arată că suprafața particulelor de nămol este neregulată cu o distribuție a porilor foarte eterogenă. Caracterizarea situsurilor de legare ale biomasei protonate s-a făcut pe baza datelor de titrare potențiometrică. După cum se va arăta în subcapitolul 4.3.3, confirmarea existenței grupelor amino, fosfat și carboxil în nămol s-a obținut prin interpretarea spectrelor FTIR. Analiza conținutului în
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
vibrația de întindere a C=O, se schimbă marcant la 1404 cm-1. De asemenea, se observă un nou pic la 1729 cm-1 care poate fi datorat vibrației de întindere a C=O corespunzătoare acidului carboxilic, indicând că numărul situsurilor de legare carboxil de pe suprafața biomasei s-a mărit când biomasa naturală fost modificată cu acid citric. - Modificarea chimică a biomasei de Corynebacterium glutamicum cu acid poliamic Biomasa de Corynebacterium glutamicum a fost tratată cu acid poliamic (PAA) pentru a îmbunătăți biosorbția
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de sfere, mai puțin frecvent sub formă de fibre sau foi. Ionii de Ca2+ se leagă preferențial la blocurile guluronat (G), după cum reiese din Figura 4.29. Secvențele guluronat în alginat se asociază în agregate cristaline. Ionii care cooperează la legare în decursul acestui proces se plasează în interiorul cavităților electronegative, conform modelului „egg-box”. Se presupune că asocierea decurge numai între două lanțuri (Figura 4.30). La concentrații mari de calciu se formează agregate superioare. Gelul de alginat de calciu apare ca
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
scanare electronică (Figura 4.33). Peretele celular al matricei de algă verde conține o varietate de grupe funcționale, de exemplu amino, carboxil, hidroxil, fosfat și alte grupe încărcate, create datorită componenților lor cu structură complexă heteropolizaharidici și lipidici, care facilitează legarea colorantului pe pereții celulei de algă. Aceste grupe funcționale și proprietățile de suprafață ale biomasei de algă pot fi observate comparând spectrele FTIR înainte și după tratamentul termic (Figura 4.34). Picul larg și intens de la 3400-3200 cm-1 a fost
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
biosorbției este foarte important să se realizeze o caracterizare a biosorbenților înainte și după adsorbția coloranților. În funcție de sistemul investigat cercetătorii au apelat la o varietate de metode dintre care menționăm: -titrările potențiometrice au permis determinarea tipului și numărului situsurilor de legare din biosorbenți și valorile pKa. S-a corelat cantitatea de grupe acide, determinate prin titrări potențiometrice, cu capacitatea de reținere a unor coloranți; -spectroscopia în infraroșu cu transformată Fourier (FTIR) a permis determinarea naturii situsurilor de legare și implicarea lor
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
numărului situsurilor de legare din biosorbenți și valorile pKa. S-a corelat cantitatea de grupe acide, determinate prin titrări potențiometrice, cu capacitatea de reținere a unor coloranți; -spectroscopia în infraroșu cu transformată Fourier (FTIR) a permis determinarea naturii situsurilor de legare și implicarea lor în decursul biosorbției. A fost confirmată prezența grupelor carboxil, amino și fosfat în cele mai multe tipuri de biomase; -difracția de raze X (EDX) poate furniza informații în ceea ce privește caracteristicile chimice și elementale ale unei biomase; -microscopia de scanare electronică
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
elementale ale unei biomase; -microscopia de scanare electronică (SEM) permite analiza morfologiei suprafeței celulelor înainte și după biosorbție și evaluarea modului de imobilizare a unor biosorbenți; -microscopia de transmisie electronică (TEM) a permis localizarea pe pereții celulari a situsurilor de legare active; -spectrometria de raze X dispersivă (EDX); -măsurătorile de mobilitate electroforetică au evaluat încărcarea electrică a învelișului în anumite condiții de pH; -spectroscopia de fotoelectroni cu raze X (XPS) s-a utilizat pentru a confirma implicarea unor grupe existente pe
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
raze X dispersivă (EDX); -măsurătorile de mobilitate electroforetică au evaluat încărcarea electrică a învelișului în anumite condiții de pH; -spectroscopia de fotoelectroni cu raze X (XPS) s-a utilizat pentru a confirma implicarea unor grupe existente pe suprafața biosorbentului în legarea coloranților; -s-a determinat pentru biosorbenți diametrul volumetric mediu al particulelor și aria suprafeței stabilită prin metoda BET; -lățimea medie a porilor a fost calculată cu metoda Barrett-Joyner-Halenda. Pe baza aplicării acestor metode diverse de analiză a suprafeței biomasei a fost
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
auxiliară care corespunde recolorării celulelor decolorate de solvenții alcool-acetonă. Practic se realizează cu ajutorul unui colorant de fond, bazic, specific pentru protoplasmă, așa cum este fuxina bazică, care este diferențiat de violetul de metil. 4.3.2. Adsorbția la suprafață Adsorbția implică legarea colorantului prin procese fizico-chimice și se presupune, în principal, că este controlată de către caracteristicile de suprafață ale biosorbentului. Biosorbția decurge prin adsorbția fizică și chimiosorbție pe și în interiorul peretelui celular fiind clar evidențiată și utilizată pentru prima dată în cazul
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
diferite forme ale aceluiași element și a identifica existența unui anumit element particular într-un material. După cum se observă din Figura 4.44a, picul C1s se decompune în cinci componenți corespunzători C1s din spectrul biomasei înainte de sorbția RO16. Energiile 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
RO16. Raportul ariilor picului la 288,6 eV, atribuit grupelor carboxil, s-a schimbat nesemnificativ pentru ambele tipuri de biomasă înainte și după sorbția colorantului, fiind un indiciu că grupa OH a acidului carboxilic de pe suprafața biomasei nu participă la legarea chimică. Picul de la 287,3 eV crește semnificativ de la 18,95 la 28,15%, după sorbția RO16, în timp ce picul de la 284,6 eV descrește foarte mult. Cauza intensificării picului de la 287,3 eV este prezența C=O din molecula de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
mult, de la 9,57 la 20,6%. Aceasta constituie o indicație că moleculele de colorant sunt legate de grupele OH de pe suprafața biomasei. Din analizele FTIR și XPS se poate trage concluzia că la pH 11 a avut loc o legare chimică între grupa vinil sulfonă a moleculelor de RO16 și grupele OH de pe biomasă. Reactivitatea suprafeței celulare a cianobacteriei Calothrix sp. tulpina KC97, izolată din ape termale, a fost investigată în ceea ce privește comportamentul său de legare a protonului și caracteristicile de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
11 a avut loc o legare chimică între grupa vinil sulfonă a moleculelor de RO16 și grupele OH de pe biomasă. Reactivitatea suprafeței celulare a cianobacteriei Calothrix sp. tulpina KC97, izolată din ape termale, a fost investigată în ceea ce privește comportamentul său de legare a protonului și caracteristicile de sarcină, utilizând titrarea acido-bazică, analiza de mobilitate electroforetică și microscopia de transmisie electronică (Phoenix și al., 2002). Particularitatea unor cianobacterii este că peretele celular nu este suprafața externă a celulelor, acesta fiind acoperit de un
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
că peretele celular nu este suprafața externă a celulelor, acesta fiind acoperit de un înveliș constituit din polizaharide extracelulare. Analizele datelor de titrare, cu metoda de optimizare prin programare liniară, arată că filamentele intacte au fost dominate de situsuri de legare a protonului la suprafață corespunzătoare grupelor carboxil (cu constante de disociere pKa între 5,0 și 6,2) și grupe aminice (pKa mediu 8,9). Materialul învelișului izolat cu lizozim și dodecilsulfat de sodiu conține predominant grupe carboxil (pKa 4
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Ținând cont de măsurătorile de mobilitate electroforetică, rezultă că învelișul are o încărcare netă neutră la pH1/2. Dimpotrivă, celulele fără înveliș sunt caracterizate prin încărcare puternic negativă. Analiza de microscopie de transmisie electronică a demonstrat că cele mai multe situsuri de legare reactive sunt localizate pe pereții celulari. Astfel, reactivitatea suprafeței celulare a tulpinii Calothrix sp. poate fi descrisă ca un dublu strat compus din perete celular foarte reactiv, înconjurat de un înveliș cu reactivitate redusă. 4.3.3.2. Fungi Rezultatele
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
reprezentând întinderea P=O și respectiv P-OH. Banda între 610-535 cm-1 pentru preparatele fungice reprezintă forfecarea C-N-C și este întâlnită 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]