8,202 matches
-
ore), comparativ cu materialul original (3,62 kcal mol-1). Acest fapt sugereză că difuzia intraparticule ar putea fi etapa determinantă a procesului de adsorbție. Rumegușul de Azadirachta indica, cu afinitate mare pentru colorantul Verde malachit, a fost tratat prin hidroliză acidă, la fierbere, cu acid clorhidric, pentru 30 minute, spălat cu apă distilată pentru a îndepărta particulele aderente la suprafață și substanțele solubile în apă, apoi uscat la 60-80șC (Khattri și Singh, 2009). Rumegușul de fag tratat cu diverse săruri (CaCl2
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
4 h. Rumegușul este apoi filtrat, spălat cu apă distilată pentru a îndepărta formaldehida liberă și activat la 80șC în aer, timp de 24 h. Materialul rezultat a fost sitat în vederea obținerii fracțiunilor de particule de 20-50 mesh. Pentru tratarea acidă, rumegușul tratat cu formaldehidă uscat a fost amestecat cu H2SO4 conc (1:1) și încălzit în cuptor la 150șC pentru 24 h. Materialul obținut a fost spălat cu apă distilată și îmbibat cu bicarbonat de sodiu 1% pentru a îndepărta
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Prin funcționalizarea rumegușului tratat alcalin cu EPTMAC (clorură de epoxi propil trimetil amoniu) în DMF (dimetilformamidă) s-a obținut o pulbere de lemn cu proprietăți de schimb ionic mult îmbunătățite (Baouab și al., 2001). Capacitatea maximă de adsorbție a coloranților Acid Blue 25, Acid Yellow 99, Reactive Yellow 23 și Acid Blue 74 pe materialul obținut a fost de 412, 260, 249 și respectiv 103 mg g-1. Comparativ cu bumbacul funcționalizat, rumegușul prezintă o serie de diferențe, cum ar fi capacitatea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
propil trimetil amoniu) în DMF (dimetilformamidă) s-a obținut o pulbere de lemn cu proprietăți de schimb ionic mult îmbunătățite (Baouab și al., 2001). Capacitatea maximă de adsorbție a coloranților Acid Blue 25, Acid Yellow 99, Reactive Yellow 23 și Acid Blue 74 pe materialul obținut a fost de 412, 260, 249 și respectiv 103 mg g-1. Comparativ cu bumbacul funcționalizat, rumegușul prezintă o serie de diferențe, cum ar fi capacitatea mai mare de adsorbție pentru Acid Blue 25 și Reactive
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
maxime de adsorbție obținute pentru diferite tipuri de rumeguș trebuie realizată cu precauție, deoarece în unele cazuri s-a utilizat colorant pur, iar alteori colorant comercial, fără purificare prealabilă. Astfel, s-au utilizat: -Albastru de metilen 98,5%, produs comercial, Acid Blue 25 31% (Ferrero, 2007); -Albastru de metilen, fără purificare (Ahmad și al., 2009b); -Albastru de metilen 85%, fără purificare (Garg și al., 2004a); -Astrazone Blue FRR 34,7% (Asfour și al., 1985); -Basic Brown 1 80% (Vasanth Kumar și
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
posibilitatea participării la reacții de modificare chimică. Polimerul brut este extras doar din crustacee marine, în primul rând datorită cantităților mari de reziduuri disponibile ca produși secundari din procesarea alimentelor. Chitina se extrage din crustacee (creveți, crabi, calmar) prin tratare acidă, pentru a solubiliza carbonatul de calciu, urmată de extracție alcalină pentru a dizolva proteinele și o etapă de decolorare pentru a obține un produs incolor (Figura 3.26). Chitina este un material foarte insolubil, aceasta fiind problema majoră care apare
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
și, deoarece funcționalizarea necesită în principal unități reactive deacilate, este indicat și un grad ridicat de deacetilare a chitosanului. În general, etapa de funcționalizare este necesară pentru a îmbunătăți rezistența mecanică și a mări stabilitatea chimică a chitosanului în soluții acide, cu modificarea caracterului hidrofob și asigurarea stabilității la valori extreme de pH, acestea fiind caracteristici importante pentru a defini un bun adsorbent. Are loc o scădere a numărului de grupe aminice libere și disponibile pe scheletul de chitosan și deci
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
sunt caracterizate printr-un grad mare de sfericitate și o arie mare a suprafeței specifice, parametri care sunt importanți pentru aplicații ca adsorbenți. Chitosanul este utilizat de obicei sub formă de fulgi sau pulbere, care ambele sunt solubile în mediu acid și neporoase. Mai mult, aria suprafeței interne mai redusă a polimerului neporos limitează accesul la situsurile interne de adsorbție și ca urmare micșorează capacitatea de adsorbție a coloranților și viteza de adsorbție. Pentru a preveni acest incovenient, se sintetizează perle
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
datorită structurii sale unice policationice (Tabelul 3.5). 3.3.4. Metode de activare a chitosanului 3.3.4.1. Preprotonarea chitosanului Datorită structurii sale stabile, cristaline, chitosanul poliaminic este insolubil în apă sau solvenți organici. Totuși, în soluții diluate acide grupele aminice libere sunt protonate și polimerul devine complet solubil la pH 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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. (2004
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 este dată de faptul că este solubil în mediu acid și ca urmare nu poate fi utilizat ca adsorbent insolubil în aceste condiții, decât după modificare chimică și fizică. O metodă de a preveni aceste probleme este transformarea polimerului brut într-o formă ale cărei proprietăți fizice sunt mult mai
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
și al., 2004) au arătat că EPI conduce la granule cu o capacitate de adsorbție mai mare comparativ cu GLU și EGDE (Figura 3.29). S-a constatat că aceste materiale pot fi utilizate pentru îndepărtarea coloranților reactivi, direcți și acizi. Astfel, 1 g de 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
a constatat că aceste materiale pot fi utilizate pentru îndepărtarea coloranților reactivi, direcți și acizi. Astfel, 1 g de 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
mol amină. Aceasta se datorează difuziei restrictive a moleculelor prin rețeaua polimerică și flexibilității reduse a lanțului polimeric. Totuși, Chiou și Li (2003) au indicat că etapa de 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
cu EPI au raportat că raportul de funcționalizare nu afectează capacitatea de adsorbție. Un alt studiu a arătat că atât proprietățile fizice, cât și cele mecanice pot fi îmbunătățite prin funcționalizare. Chitosanul formează geluri la pH 5,5 și efluenții acizi pot limita sever utilizarea sa ca adsorbent în îndepărtarea coloranților prezenți în aceștia. Cestari și al. (2004) au propus utilizarea granulelor funcționalizate omogen. Autorii au raportat că granulele au fost nu numai insolubile în soluție acidă, dar au prezentat de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
5,5 și efluenții acizi pot limita sever utilizarea sa ca adsorbent în îndepărtarea coloranților prezenți în aceștia. Cestari și al. (2004) au propus utilizarea granulelor funcționalizate omogen. Autorii au raportat că granulele au fost nu numai insolubile în soluție acidă, dar au prezentat de asemenea arii mai mari ale suprafeței specifice (0,1 și 0,24 m2 g-1 înainte și respectiv după reacția de funcționalizare) și rezistență mecanică mai mare decât pulberea de chitosan brut. Comportamentul chimic, fizic și mecanic
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
proprietățile chimice ale silicei cu caracteristicile specifice ale chitosanului. Chang și Chen (2005) au propus utilizarea nanoparticulelor chitosan-Fe3O4 pentru îndepărtarea coloranților acizi din soluții apoase. Capacitățile de adsorbție au fost 1883 și 1471 mg g-1 pentru Acid Orange 12, respectiv Acid Green 25. Paneva și al. (2004) au propus o nouă modalitate eficientă de încorporare a materialului magnetic în granulele de chitosan prin extruziune capilară și au concluzionat că acesta poate fi utilizat pentru tratarea apelor reziduale textile. 3.3.5
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 și este insolubil în apă și solvenți organici, fiind solubil în soluții apoase acide diluate, cu pH<6,5, care pot transforma unitățile de glucozamină într-o formă solubilă R-NH3+. De asemenea, precipită în soluții alcaline sau formează geluri cu polianioni la pH-uri mai mici. Valoarea sa pKa depinde de gradul de deacetilere
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Există un număr relativ limitat de studii în care este interpretată variația de pH în timpul procesului de adsorbție. Sakkayawong și al. (2005) au raportat modificări de pH în timpul adsorbției Reactive Red 141 pe chitosan. Explicația ar fi că în condiții acide ionii de hidrogen în soluție pot protona grupele aminice ale polimerului și aceasta conduce la creșterea pH-ului. În plus, eficiența adsorbției a fost sistematic mai mare pentru soluțiile al căror pH a fost controlat în timpul procesului de adsorbție, decât
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
condiționat prin punerea în contact cu soluție de acid sulfuric (Gibbs și al., 2003) sau alți compuși chimici (Chatterjee și al., 2005). Se știe că granulele de gel de chitosan își pierd integritatea ca rezultat al solubilizării parțiale în solvenți acizi, deoarece protonarea grupelor aminice conduce la dizolvarea polimerului, făcându-l nepotrivit pentru reutilizare. Funcționalizarea granulelor de chitosan a fost propusă, dar poate rezulta o adsorbție redusă. Astfel, este de interes creșterea integrității granulelor cât și a proprietăților de adsorbție la
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
protonarea grupelor aminice conduce la dizolvarea polimerului, făcându-l nepotrivit pentru reutilizare. Funcționalizarea granulelor de chitosan a fost propusă, dar poate rezulta o adsorbție redusă. Astfel, este de interes creșterea integrității granulelor cât și a proprietăților de adsorbție la pH acid și, de asemenea, de a diminua influența modificărilor de pH în timpul procesului de adsorbție. Unii autori au ales să modifice chitosanul brut fără funcționalizare, pentru a diminua variația de pH. Crini și al. (2008a) au propus utilizarea unor noi derivați
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Congo pe chitosan crește cu scăderea pH-ului (Chatterjee și al., 2007). Pentru a stabili rolul pH-ului în procesul de adsorbție s-a determinat încărcarea suprafeței granulelor de chitosan prin măsurarea potențialului zeta. Încărcarea suprafeței este pozitivă la pH acid, scade cu creșterea pH-ului și trece prin potențialul zero la pH 6,4. La pH acid, încărcarea suprafeței adsorbentului crește, în principal datorită protonării grupei amino a chitosanului. Roșu Congo este un colorant acid și conține grupe sulfonice. Adsorbția
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
-ului în procesul de adsorbție s-a determinat încărcarea suprafeței granulelor de chitosan prin măsurarea potențialului zeta. Încărcarea suprafeței este pozitivă la pH acid, scade cu creșterea pH-ului și trece prin potențialul zero la pH 6,4. La pH acid, încărcarea suprafeței adsorbentului crește, în principal datorită protonării grupei amino a chitosanului. Roșu Congo este un colorant acid și conține grupe sulfonice. Adsorbția mai accentuată a colorantului la pH mai mic se datorează probabil creșterii atracției electrostatice între moleculele de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
suprafeței este pozitivă la pH acid, scade cu creșterea pH-ului și trece prin potențialul zero la pH 6,4. La pH acid, încărcarea suprafeței adsorbentului crește, în principal datorită protonării grupei amino a chitosanului. Roșu Congo este un colorant acid și conține grupe sulfonice. Adsorbția mai accentuată a colorantului la pH mai mic se datorează probabil creșterii atracției electrostatice între moleculele de colorant încărcate negativ și grupările aminice pozitive. La pH 6,4, la care suprafața granulelor de gel de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]