3,548 matches
-
libere la suprafața adsorbentului. Dintre agenții de funcționalizare se pot aminti: glutaraldehida (GLU), epiclorhidrina (EPI) și etilenglicol diglicidil eterul (EGDE). Unii autori (Chiou și Li, 2003; Chiou și Chuang, 2006; Chiou 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 viteză mare. Dintre condițiile reacției de funcționalizare, cu un impact mare asupra adsorbției colorantului, sunt natura chimică a agentului de funcționalizare
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 reacție. În general, capacitatea de adsorbție depinde de gradul de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 scăderea exponențială a capacității de adsorbție a Reactive Red 2 de la 200 la 50 mg g-1, odată cu creșterea gradului de funcționalizare de la 0 la 1,6 mol GLU/mol amină. Aceasta se
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de funcționalizare, precipitatele au capacități de îmbibare mai mici și deci accesibilitate mai scăzută, datorită rețelei tridimensionale mai extinse și de asemenea caracterului mai hidrofob cu creșterea conținutului de GLU. Juang și al. (2002b) studiind adsorbția Reactive Red 222 pe granule de chitosan funcționalizat au 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 adsorbție. Acești autori au observat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
structurii cristaline la densități mici de funcționalizare, respectiv cu scăderea numărului de situsuri active, accesibilitatea și capacitatea de îmbibare a sorbentului prin creșterea nivelului de funcționalizare. Din contră, alți autori (Chiou și Li, 2002) studiind adsorbția Reactive Red 189 pe granule funcționalizate 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 asemenea arii mai mari ale suprafeței specifice (0,1 și 0,24 m2 g-1 înainte și respectiv după reacția de funcționalizare
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 al granulelor și de asemenea proprietățile de adsorbție au fost îmbunătățite prin modificare cu grupări funcționale. Aceste materiale au capacitate mare de adsorbție a coloranților Reactive Yellow GR, Reactive Blue RN și Reactive Red la valori ale pH-ului sub 5,5
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
RN și Reactive Red la valori ale pH-ului sub 5,5. Autorii notează de asemenea că funcționalizarea poate modifica natura cristalină a chitosanului, după cum arată difractogramele XRD. După reacția de funcționalizare, s-a constatat o ușoară creștere a cristalinității granulelor de chitosan și accesibilitatea crescută la nivelul porilor mici ai materialului. În multe cazuri se adaugă tripolifosfatul de sodiu ca agent de funcționalizare ionic pentru a obține granule de chitosan mai rigide (Chiou și Li, 2003). 3.3.4.4
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
După reacția de funcționalizare, s-a constatat o ușoară creștere a cristalinității granulelor de chitosan și accesibilitatea crescută la nivelul porilor mici ai materialului. În multe cazuri se adaugă tripolifosfatul de sodiu ca agent de funcționalizare ionic pentru a obține granule de chitosan mai rigide (Chiou și Li, 2003). 3.3.4.4. Granule mixte pe bază de chitosan Aplicațiile practice ale chitosanului brut în sisteme în pat fix sau împachetat în coloane de adsorbție sunt limitate. Caracteristicile polimerilor pot introduce
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de chitosan și accesibilitatea crescută la nivelul porilor mici ai materialului. În multe cazuri se adaugă tripolifosfatul de sodiu ca agent de funcționalizare ionic pentru a obține granule de chitosan mai rigide (Chiou și Li, 2003). 3.3.4.4. Granule mixte pe bază de chitosan Aplicațiile practice ale chitosanului brut în sisteme în pat fix sau împachetat în coloane de adsorbție sunt limitate. Caracteristicile polimerilor pot introduce limitări hidrodinamice și colmatarea coloanei, care limitează utilizarea lor la scară largă în
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
împachetat în coloane de adsorbție sunt limitate. Caracteristicile polimerilor pot introduce limitări hidrodinamice și colmatarea coloanei, care limitează utilizarea lor la scară largă în coloană. De exemplu, formele sub formă de fulgi sau pulbere se îmbibă și se sfărâmă, spre deosebire de granule, care au un procent mai mic de îmbibare, și nu funcționează ideal în configurațiile în coloană împachetată comune proceselor practice de adsorbție. Pentru a depăși aceste probleme se pot folosi diferite materiale mixte pe bază de chitosan. Astfel, Chang și
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
în configurațiile în coloană împachetată comune proceselor practice de adsorbție. Pentru a depăși aceste probleme se pot folosi diferite materiale mixte pe bază de chitosan. Astfel, Chang și Juang (2004) au propus adăugarea argilei activate la chitosan pentru a prepara granule mixte cu proprietăți mecanice îmbunătățite. Cestari și al. (2005) au propus utilizarea amestecului silice/chitosan pentru îndepărtarea coloranților anionici din soluții apoase, aceste materiale fiind de mare interes deoarece combină structura, tăria, rezistența și proprietățile chimice ale silicei cu caracteristicile
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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. Efectul condițiilor din soluție și a unor variabile de proces asupra adsorbției coloranților pe chitosan 3.3.5.1
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 de granulele de chitosan este deseori atribuită încărcării suprafeței, care depinde de pH. Adsorbția colorantului are loc prin atracție electrostatică de către grupările aminice protonate și mulți dintre autori concluzionează că influența pH-ului confirmă rolul esențial al interacțiunilor electrostatice între chitosan și
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
reduce, de asemenea, saturarea polimerului. Pentru a diminua influența modificărilor de pH chitosanul poate fi 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 pH acid și, de asemenea, de a diminua influența modificărilor de pH în timpul procesului de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Totuși, această pretratare (preprotonare) reduce puternic performanțele de adsorbție, atât la nivel de echilibru, cât și cinetic. În particular, timpul necesar pentru a atinge echilibrul crește de până la trei ori, în funcție de condițiile experimentale. Chatterjee și al. (2005) au propus condiționarea granulelor cu sulfat de amoniu pentru a reduce sensibilitatea la pH a procesului, cu proprietăți interesante în cazul Eozinei Y. Această modificare ar conduce probabil la formarea de complecși între grupele aminice cationice și sulfatul de amoniu, care vor interacționa cu
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
cationice și sulfatul de amoniu, care vor interacționa cu anionii colorantului. Adsorbția Roșu 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 chitosan este neutră, adsorbția colorantului poate fi atribuită doar forțelor fizice. Pe baza unor modele s-a constatat că există orice posibilitate a formării legăturii de hidrogen între anumite componente ale moleculei de Roșu Congo, cum ar
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
că există orice posibilitate a formării legăturii de hidrogen între anumite componente ale moleculei de Roșu Congo, cum ar fi N, S, O, nucleul benzenic și grupele CH2OH ale moleculei de chitosan. La pH mai mare de 6,4 suprafața granulelor de chitosan este încărcată negativ și împiedică adsorbția, datorită forțelor de respingere electrostatică între molecula de colorant încărcată negativ și adsorbent. Cantitatea apreciabilă adsorbită în acest interval de pH sugerează implicarea forțelor fizice, cum ar fi legătura de hidrogen, forțe
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Cantitatea apreciabilă adsorbită în acest interval de pH sugerează implicarea forțelor fizice, cum ar fi legătura de hidrogen, forțe van der Waals în procesul de adsorbție. În Figura 3.30 sunt reprezentate toate interacțiunile posibile între chitosan și Roșu Congo. Granulele de chitosan reprezintă un sistem poros deschis și astfel există orice posibilitate de transport al colorantului prin granulă, prin rețeaua sa poroasă. Totuși, secțiunea transversală a granulelor cu colorant adsorbit nu prezintă semne ale difuziei intraparticule. Forma și mărimea moleculei
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]