5,973 matches
-
structura chimică a colorantului are rolul esențial în adsorbție și nu masa moleculară a adsorbatului (Figura 4.48). Analize FTIR efectuate asupra biomasei native de Penicillium chrysogenum, modificate chimic și după adsorbția unor coloranți anionici au relevat trasformările chimice și legarea coloranților pe suprafața biomasei. Spectrul obținut pentru biomasa nativă de P. chrysogenum (Figura 4.49) prezintă o bandă largă la 3500-3200 cm-1 și picuri de la 1552-1379 cm-1 care indică existența grupei aminice în biomasă. Banda largă de la 3500-3200 cm-1 este
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
particularităților morfologice care depind de clasificarea levurilor, gen și specii. Acești cercetători consideră că pereții celulari ai levurilor conțin polizaharide ca unități de bază care au proprietăți de schimb ionic. De asemenea, proteinele și lipidele oferă grupe funcționale capabile de legare a moleculelor de colorant. Aceste grupe funcționale astfel ca amino, carboxilic, sulfidril, fosfat și tiol, diferă în afinitatea lor și specificitate pentru legarea colorantului. Rezultatele obținute în cazul adsorbției coloranților bazic Basic Blue 86 și Methylene Blue cu o tulpină
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
bază care au proprietăți de schimb ionic. De asemenea, proteinele și lipidele oferă grupe funcționale capabile de legare a moleculelor de colorant. Aceste grupe funcționale astfel ca amino, carboxilic, sulfidril, fosfat și tiol, diferă în afinitatea lor și specificitate pentru legarea colorantului. Rezultatele obținute în cazul adsorbției coloranților bazic Basic Blue 86 și Methylene Blue cu o tulpină de S. cerevisiae inactivată prin temperatură a avut loc probabil prin același mecanism. Procesul este foarte rapid, echilibrul stabilindu-se în maxim 30
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
fost amino, hidroxil, carboxil. Din spectrele înregistrate se observă anumite diferențe la biosorbentul granular față de nămolul activ care pot fi datorate particularităților metodei de obținere și sursei de proveniență. Pe baza datelor de titrare potențiometrică au fost caracterizate situsurile de legare ale biomasei de nămol protonat, conform unor modele existente (Cai și al., 2009; Yun și al., 2001; Yun, 2004). Este cunoscut faptul că nămolul protonat conține grupări neutre și încărcate. Curba de titrare obținută prezintă caracteristici distincte, depinzând de tipul
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
grupă (pKH = 3,15) are o valoare pKH similară cu grupele carboxil (B-COO−) pentru polimerii biologici, în domeniul 3,0-5,0 (Hajjaji și al., 2006; Karcher și al., 2001; Yun și Volesky, 2003). Valoarea pKH a situsului al doilea de legare a fost estimată la 6,89. Aceasta a fost atribuită grupării fosfat (B-HPO4−), deoarece grupările fosfat din fosfolipidele prezente în membranele plasmatice și în biomasa din nămol au un domeniu de pKH similar. A treia grupare a avut valoarea pKH
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 legare încărcate negativ carboxilat și fosfat disociază mai mult, iar cele aminice încărcate pozitiv mai puțin, cu
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
conform rezultatelor obținute prezența grupelor hidroxil crește capacitatea de îndepărtare a a coloranților, în timp ce prezența grupelor sulfonice, dar și creșterea numărului acestora descrește această proprietate. Colorantul Acid Yellow posedă două grupe sulfonice și acesta poate constitui un motiv al slabei legări a colorantului. În schimb, coloranții bazici datorită structurii 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
moleculară, cea mai mare mărime ionică și prezența grupei carboxilice au fost probabil motivele unui nivel de sorbție scăzut al colorantului (Figura 4.57). Vijayaraghavan și Yun (2007) au confirmat că grupele amino ale C. glutamicum au fost responsabile pentru legarea anionilor coloranților reactivi prin atracție electrostatică. În general, creșterea pH-ului crește sarcina negativă globală a suprafeței peretelui celular, până când toate grupele funcționale relevante sunt deprotonate, favorizând atracția și adsorbția cationilor colorantului. Va fi de așteptat ca anionii să interacționeze
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
faptul că adsorbția a avut loc repede. Apoi, colorantul reținut de celule a fost degradat lent (în mai mult de o săptămână), în funcție de structura colorantului. Pentru procesul de adsorbție cu acest fung nu a fost clar dacă are loc numai legarea externă a colorantului la peretele celular sau atât legarea externă, cât și internă. Peste 70%, 86% și 95% din coloranții Orange II, 10B (blue) și respectiv RS (red) au fost adsorbiți din soluții cu aproximativ 0,2 g L-1
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
reținut de celule a fost degradat lent (în mai mult de o săptămână), în funcție de structura colorantului. Pentru procesul de adsorbție cu acest fung nu a fost clar dacă are loc numai legarea externă a colorantului la peretele celular sau atât legarea externă, cât și internă. Peste 70%, 86% și 95% din coloranții Orange II, 10B (blue) și respectiv RS (red) au fost adsorbiți din soluții cu aproximativ 0,2 g L-1 colorant, în 5 ore, de către 4,5 g L-
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
intacte au arătat o capacitate mare de adsorbție față de celulele dezintegrate pentru Orange II și RS, însă nu și pentru 10B. Colorantul legat de celule a fost recuperat prin extracție cu metanol, cu avantajul reciclării celulelor tratate, având capacitatea de legare a colorantului slab diminuată. Detergentul Tween a redus adsorbția colorantului. Coloranții sunt puternic atașați de de biomasa fungică, însă îndepărtarea lor necesită tratatea cu ultrasunete (în apă sau în Triton X-100) sau extracția cu metanol. Aceste rezultate sugerează că interacțiunile
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Tween a redus adsorbția colorantului. Coloranții sunt puternic atașați de de biomasa fungică, însă îndepărtarea lor necesită tratatea cu ultrasunete (în apă sau în Triton X-100) sau extracția cu metanol. Aceste rezultate sugerează că interacțiunile hidrofobice/hidrofilice sunt importante în legarea coloranților. Sugimori și al. (1999) au izolat fungul Cunninghamella polymorpha care a fost testat asupra capacității de îndepărtare a unor coloranți disperși (utilizați pe scară largă pentru vopsirea textilelor poliesterice). Acest tip de coloranți ridică probleme, deoarece nu sunt degradați
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
ambele forme, viabile și inactivate, ale fiecărei specii și au observat că dintre cele 28 specii microbiene, 64% din formele inactivate au o capacitate de adsorbție mai mare pentru colorantul rezidual Reactive Black 5; printre cele 21 specii capabile de legarea colorantului rezidual Reactive Blue 19, 71% au fost mai eficente în legarea colorantului în formă inactivată decât în forma viabilă. Ei au sugerat că aceasta se poate datora unei creșteri a ariei suprafeței pentru adsorbție, din cauză că are loc o rupere
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
dintre cele 28 specii microbiene, 64% din formele inactivate au o capacitate de adsorbție mai mare pentru colorantul rezidual Reactive Black 5; printre cele 21 specii capabile de legarea colorantului rezidual Reactive Blue 19, 71% au fost mai eficente în legarea colorantului în formă inactivată decât în forma viabilă. Ei au sugerat că aceasta se poate datora unei creșteri a ariei suprafeței pentru adsorbție, din cauză că are loc o rupere a celulelor după inactivare. Dintre cele 26 specii capabile de a lega
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
suprafeței EPS înainte și după adsorbția BB54. Imaginile SEM obținute (Figura 4.64a) arată că EPS au o structură cristal-liniară cu lungimea de aproximativ 4,0 µm, iar adsorbția eficientă a colorantului se produce datorită prezenței mai multor situsuri de legare. După adsorbția BB54 (Figura 4.64b), EPS sunt acoperite de colorant, iar aspectul general este asemănător unei rețele dense îmbibate cu apă, care relevă performanța de sorbție excelentă a EPS (Zhang și al., 2009). Analizele FTIR au relevat prezența în
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de la 1700 cm-1, sugerează prezența grupelor carboxil. Picurile de absorbție de la 1000-1100 și 980 cm-1 sunt cunoscute a fi caracteristice pentru toți derivații de zaharuri. În general, sorbția cu un sorbent cu masă moleculară mare implică mai multe situsuri de legare, forțe mai puternice van der Waals, decât în cazul sorbției cu un sorbent cu masă moleculară redusă. De asemenea, o structură liniară poate asigura mai multe situsuri de legare și ca urmare adsoarbe mai multe molecule de colorant. Grupele carboxil
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
un sorbent cu masă moleculară mare implică mai multe situsuri de legare, forțe mai puternice van der Waals, decât în cazul sorbției cu un sorbent cu masă moleculară redusă. De asemenea, o structură liniară poate asigura mai multe situsuri de legare și ca urmare adsoarbe mai multe molecule de colorant. Grupele carboxil, hidroxil și amino sunt grupele preferate 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
liniară poate asigura mai multe situsuri de legare și ca urmare adsoarbe mai multe molecule de colorant. Grupele carboxil, hidroxil și amino sunt grupele preferate 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
pe filmul de lichid care înconjoară particulele de biosorbent; (2) transportul solutului de la filmul de lichid limită la suprafața perlelor (difuzie externă); (3) transferul solutului de la suprafață la situsurile active interne (difuzia intraparticule); (4) interacțiunea solutului cu situsurile active de legare. În general, primele două etape sunt în mod obișnuit rapide (difuzia externă), dacă agitarea este suficient de intensă pentru a evita apariția unui gradient de concentrație în soluție. Dacă a patra etapă este rapidă, difuzia ulterioară intraparticule devine etapa de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
58 și respectiv 75). Echilibrul s-a stabilit în 240 minute pentru acești biosorbenți la toate concentrațiile inițiale de coloranți studiate și echilibrul nu se modifică după 72 de ore. S-a sugerat că reținerea coloranților se produce predominant prin legarea la suprafață și că situsurile disponibile pe biosorbent sunt factorul limitativ pentru biosorbție. Pătrunderea intracelulară a colorantului în aceste celule este nesemnificativă. Biomasa levurică modificată cu acid polimetacrilic își îmbunătățește semnificativ capacitatea de adsorbție față de trei coloranți bazici (Methylene Blue
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
reziduală a colorantului de 100 mg L-1, apoi se diminuează pe măsură ce concentrația la echilibru crește. S-a sugerat o explicație pe baza interacțiunilor colorant-colorant, care devin importante la concentrații mari de colorant care reduc afinitatea colorantului pentru situsurile de legare ale biomasei. Aksu și Dönmez (2003) au studiat efectul concentrației inițiale (100-400 mg L-1) a colorantului reactiv Remazol Blue asupra capacității de sorbție a unor levuri la pH-ul inițial de 2,0. Capacitățile de sorbție au fost diferite
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de biosorbție a ambilor coloranți față de forma nativă (concentrația inițială a fiecărui colorant: 200 mg L-1; pH 3,0 pentru DR-128 și 6,0 pentru DB-1; temperatura 25șC). Aceste rezultate pot fi explicate prin creșterea numărului situsurilor suplimentare de legare prin denaturarea proteinelor existente în structura peretelui celular. În studiile de biosorbție a celor doi coloranți diferiți, cu biomasa fungică nativă și tratată termic, grupele amino ar putea fi situsurile de legare majore, dar și grupele de acid carboxilic și
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
fi explicate prin creșterea numărului situsurilor suplimentare de legare prin denaturarea proteinelor existente în structura peretelui celular. În studiile de biosorbție a celor doi coloranți diferiți, cu biomasa fungică nativă și tratată termic, grupele amino ar putea fi situsurile de legare majore, 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]