227 matches
-
Clinoptilolitul brut nu este un sorbent convenabil pentru reținerea coloranților reactivi, datorită capacității sale de sorbție extrem de scăzută (Armagan și al., 2004; Karcher și al., 2001). Unii autori sugerează că modificarea chimică cu amine cuaternare conduce la mărirea capacității de sorbție (Benkli și al., 2005; Özdemir și al., 2004). Aplicabilitatea reală a acestor materiale în purificarea apelor reziduale care conțin coloranți este totuși foarte puțin cunoscută. Mecanismul de sorbție pe particulele de zeoliți este complex, datorită structurii lor poroase, suprafețelor încărcate
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
sugerează că modificarea chimică cu amine cuaternare conduce la mărirea capacității de sorbție (Benkli și al., 2005; Özdemir și al., 2004). Aplicabilitatea reală a acestor materiale în purificarea apelor reziduale care conțin coloranți este totuși foarte puțin cunoscută. Mecanismul de sorbție pe particulele de zeoliți este complex, datorită structurii lor poroase, suprafețelor încărcate, internă și externă, eterogenității mineralogice și altor imperfecțiuni ale suprafeței (Altin și al., 1998; Calzaferri și al., 2000). Oricum, se consideră că proprietățile de sorbție ale zeoliților se
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
cunoscută. Mecanismul de sorbție pe particulele de zeoliți este complex, datorită structurii lor poroase, suprafețelor încărcate, internă și externă, eterogenității mineralogice și altor imperfecțiuni ale suprafeței (Altin și al., 1998; Calzaferri și al., 2000). Oricum, se consideră că proprietățile de sorbție ale zeoliților se datorează în principal capacității lor de schimb ionic. Un zeolit natural cu faza principală clinoptilolit și compoziția chimică SiO2 (68,3%), Al2O3 (13,0%), CaO (2,1%), K2O (4,1%) și Fe2O3 (1,4%) a fost investigat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de mediul de cultură și de toxicitatea la concentrații mari de colorant nu constituie impedimente în desfășurarea adsorbției coloranților. 4.2.1.4. Tipuri de biosorbenți conform formei sub care sunt utilizați Biosorbenții microbiologici pot fi utilizați în experimentele de sorbție și în aplicații în stare liberă sau imobilizați. În stare liberă, biosorbenții microbieni sunt în general particule mici, cu densitate mică, rezistență mecanică redusă și rigiditate slabă. Cu toate acestea, ei posedă o serie de avantaje legate de capacitatea înaltă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
celulelor, cât și prin bioacumulare. Pentru obținerea biomasei viabile microorganismele (tulpini de colecție sau tulpini izolate și identificate din diverse surse) sunt inoculate și cultivate pe medii caracteristice, iar după dezvoltare optimă, se separă de lichid. Se testează capacitatea de sorbție a biosorbentului în forma respectivă, în raport cu un anumit colorant, introdus în mediul de cultură al microorganismului (Abd-El-Rahim și al., 2009). Uneori, s-a utilizat un mediu sintetic sărac în surse de azot sau carbon, care conține o anumită concentrație de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
a fost separat (după 4 zile de creștere) de mediu prin filtrare (membrană cu pori de 150 µm) (Fu și Viraraghavan, 2000; 2001b; 2002a; 2002b). Peliculele fungice au fost spălate cu apă deionizată și au fost utilizate în experimentele de sorbție. Fungul putregaiului alb Trametes versicolor a fost cultivat într-un mediu lichid (pH=4,5), autoclavat, care conține (g/L); d-glucoză (10,0); KH2PO4 (20,0); MgSO4·7H2O (0,5); NH4Cl (0,1); CaCl2·H2O (0,1); tiamină (0
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
care are loc în reactoare statice secvențiale (SBR) prin selectarea presiunii, prin schimbarea proprietăților suprafeței microorganismelor și a comportamentul lor metabolic (Liu și al., 2005). Granulele aerobice sunt agregate de bacterii auto-imobilizate cu structură puternică, cu o capacitate mare de sorbție a biomasei, și abilitate de a rezista la șocuri și încărcări toxice (Wang și al., 2007). Viteza de stabilizare și densitatea granulelor aerobice este mult mai mare decât aceea a bioflocoanelor, granulele având o suprafață mare și o porozitate înaltă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de material umed. Apoi, s-a omogenizat, s-a spălat cu apă distilată, s-a uscat la 60șC până la masă constantă (48 ore). După măcinare, materialul s-a cernut și particulele < 0,063 mm au fost utilizate în studiile de sorbție a unui colorant reactiv (Gulnaz și al., 2006). În mod asemănător s-a prelucrat un nămol anaerobic (cu conținut de 98 g L-1 solide suspendate, din care 38 g L-1 sunt volatile) și în final s-au obținut
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
fungică) înainte de uscare (Khalaf, 2008). 4.2.4. Obținerea biomasei neviabile. Pretratament chimic. Caracterizare Se tratează biosorbenții cu diverse substanțe chimice anorganice (acizi, baze, săruri) sau organice, pentru a modifica chimic suprafața, cu scopul de a intensifica capacitatea lor de sorbție. 4.2.4.1. Modificare chimică cu reactivi anorganici Biomasa protonată bacteriană de Corynebacterium glutaricum s-a preparat prin tratarea biomasei native cu o soluție de HNO3 1 M, după care s-a spălat cu apă deionizată și apoi a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de 24 ore pentru a înlocui speciile ionice din produsul natural complex cu protoni. Nămolul tratat cu acid a fost spălat și uscat la 60șC (24 ore). Nămolul rezultat protonat a fost păstrat în exicator și 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-
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Modificarea grupelor funcționale fosfat a fost realizată prin tratarea cu (C2H5O)3P, în anumite condiții și nitrometan (CH3NO2), când are loc esterificarea grupărilor fosfat ale acidului ortofosforic. După extracția fracțiunilor lipidice cu acetonă sau benzen, biomasa a fost utilizată pentru sorbție. Biomasa de A. niger pretratată chimic a fost spălată și autoclavată 30 minute la 121șC și 18 psi, a fost uscată la 60-70șC, apoi sitată după mojarare și s-au selectat particulele ≤ 300 µm (Fu și Viraraghavan, 2002b). - Modificarea chimică
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
tratat cu aldehidă formică 1%, timp de o oră, pentru inactivare. Biomasa modificată spălată și uscată la 60șC a fost măcinată și cernută selctându-se particulele de 210-300 μm. Acestea au fost introduse într-o coloană și au fost utilizate pentru sorbție, în condiții dinamice (Aksu și al., 2006). - Modificarea chimică a fungului Penicillium chrysogenum cu polietilenimina (PEI) și reticulare cu aldehidă glutarică P. chrysogenum a fost cultivat pe plăci Petri pe un mediu solid de agar cu 3,9% dextroză (incubate
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
mL mediu și au fost incubate 7 zile la 30șC, sub agitare. Au fost, colectate cu o sită cu ochiuri de 150 μm, spălate cu soluție salină și inactivate prin autoclavare la 121șC timp de 30 minute. Pentru experimentele de sorbție în sistem dinamic într-o coloană de sticlă de 5 cm diametru și 54 cm înălțime au fost introduse în jur de 300 g perle, care corespund la 50 g biomasă (masă uscată) (Prigione și al., 2008b). 4.2.6
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 al treilea caz, modelul sorbției colorantului a fost similar cazului 1 până la pH 7. Pe măsură ce pH-ul crește ulterior, reținerea se intensifică din nou și se atinge o valoare aproape constantă. În final, deși pH
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 al treilea caz, modelul sorbției colorantului a fost similar cazului 1 până la pH 7. Pe măsură ce pH-ul crește ulterior, reținerea se intensifică din nou și se atinge o valoare aproape constantă. În final, deși pH-ul s-a modificat de la 12 la 7, colorantul sorbit
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
atinge o valoare aproape constantă. În final, deși pH-ul s-a modificat de la 12 la 7, colorantul sorbit în condiții alcaline nu a fost desorbit, asemănător cazului 4. Sub valoarea pH-ului 7, reținerea a crescut considerabil, datorită unei sorbții adiționale datorată atracției electrostatice între grupele aminice protonate ale biomasei și moleculele de colorant încărcate negativ. În concluzie, fenomenul de sorbție care are loc la pH bazic s-a datorat unui alt tip de mecanism, diferit de cel bazat pe
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
alcaline nu a fost desorbit, asemănător cazului 4. Sub valoarea pH-ului 7, reținerea a crescut considerabil, datorită unei sorbții adiționale datorată atracției electrostatice între grupele aminice protonate ale biomasei și moleculele de colorant încărcate negativ. În concluzie, fenomenul de sorbție care are loc la pH bazic s-a datorat unui alt tip de mecanism, diferit de cel bazat pe interacțiunea electrostatică biosorbent-colorant. De asemenea, se poate menționa că grupele de amină primară din biomasă nu participă în biosorbția RO16, deoarece
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
NH, care este însemnată la picurile de la 1115 și 1161 cm−1, caracteristice vibrațiilor de întindere C-O alcoolic și C-N indicând prezența grupelor hidroxil și de amină pe suprafața biomasei. Picul de la 1161 cm−1 corespunzător biomasei, după sorbția RO16, se intensifică față de cel al biomasei inițiale, în timp ce picul de la 1115 cm−1 descrește considerabil. Picul de la 1385 cm−1 poate fi atribuit vibrațiilor de deformare C-O-H întâlnite în grupele de alcool, de alcool protonat și de eter protonat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
cu RO16 reținut sunt mai reduse decât cele din biomasa protonată ca efect al combinării moleculelor de colorant RO16 cu grupele OH ale biomasei. Pentru același biosorbent a fost utilizată tehnica XPS pentru a analiza biomasa protonată înainte și după sorbție la pH 11, în scopul confirmării legăturii chimice stabilite între participanții din cadrul sistemului studiat. Spectrele XPS sunt larg utilizate pentru a distinge diferite forme ale aceluiași element și a identifica existența unui anumit element particular într-un material. După cum se
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
utilizate pentru a distinge 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
OH, C=O, O=C-O și respectiv CO3-. Spectrul C1s al biomasei se schimbă semnificativ după reținerea RO16 (Figura 4.44b). Deși aceleași cinci picuri pot fi stabilite în spectru, rapoartele lor sunt diferite de cele din biomasă înainte de sorbția 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
cinci picuri pot fi stabilite în spectru, rapoartele lor sunt diferite de cele din biomasă înainte de sorbția 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 colorant. Figura 4.45 arată spectrul O1s al biomasei înainte și după sorbția RO16. Spectrul O1s
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 colorant. Figura 4.45 arată spectrul O1s al biomasei înainte și după sorbția RO16. Spectrul O1s al biomasei indică patru picuri (530,1; 531,3; 532,5 și 533,8 eV) atribuite oxigenului în O2-, C-OH, oxigenului din apa adsorbită și respectiv din C-O-C. Raportul ariei pentru picul de la 531,3 eV
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
5 și 533,8 eV) atribuite oxigenului în O2-, C-OH, oxigenului din apa adsorbită și respectiv din C-O-C. Raportul ariei pentru picul de la 531,3 eV, atribuit C-OH, a descrescut semnificativ de la 41,93 la 34,00%, după sorbția RO16, iar raportul ariilor pentru picul de la 533,8 eV, atribuit C-O-C, a crescut foarte 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]