8,529 matches
-
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 sunt parametri importanți în procesul de difuzie intraparticule. Aria mare a suprafeței moleculare (557,6 Å2) prevede dimensiunea mare a moleculei și astfel incapacitatea de a difuza prin rețeaua poroasă a granulelor. Aceasta înseamnă că difuzia intraparticule nu are rol
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
sa poroasă. Totuși, secțiunea transversală a granulelor cu colorant adsorbit nu prezintă semne ale difuziei intraparticule. Forma și mărimea moleculei sunt parametri importanți în procesul de difuzie intraparticule. Aria mare a suprafeței moleculare (557,6 Å2) prevede dimensiunea mare a moleculei și astfel incapacitatea de a difuza prin rețeaua poroasă a granulelor. Aceasta înseamnă că difuzia intraparticule nu are rol în transferul de masă al acestui proces. pH-ul influențează semnificativ adsorbția coloranților anionici pe chitosan funcționalizat, aceasta fiind în general
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Aceasta se datorează creșterii gradientului de concentrație la concentrații inițiale mai mari ale colorantului. În multe cazuri, la concentrație inițială mică adsorbția coloranților pe chitosan este foarte intensă și atinge foarte repede echilibrul. Aceasta indică posibilitatea formării unui monostrat de molecule la suprafața externă a chitosanului. Pentru o cantitate dată de adsorbent, cantitatea adsorbită este mai mare la creșterea concentrației soluției, dar procentul de adsorbție scade. Concentrația reziduală a colorantului va fi deci mai mare pentru concentrații inițiale de colorant mai
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
concentrații mai mari, numărul situsurilor de adsorbție disponibile devine mai mic și în consecință îndepărtarea coloranților depinde de concentrația inițială. La concentrații mari, este puțin probabilă doar adsorbția în monostrat a colorantului la suprafața externă a chitosanului. De fapt, difuzia moleculelor în particulele de chitosan poate guverna viteza de adsorbție la concentrații mai mari. Creșterea concentrației inițiale a coloranților Metanil Yellow (MY) și Reactive Blue 15 (RB15) conduce la creșterea capacității de adsorbție (Chiou și Chuang, 2006). În soluția amestecului celor
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
adsorbție și eficiența îndepărtării coloranților cu chitosan devin mai mari cu prelungirea timpului de contact. Practic, este necesar să fie optimizat timpul de contact, luând în considerare eficiența desorbției și regenerarea adsorbentului. În timpul procesului, suprafața adsorbentului este progresiv blocată de moleculele de adsorbat, devenind acoperită după un anumit timp, moment în care adsorbentul nu mai poate adsorbi molecule de colorant. Cum fiecare particulă de adsorbent purifică un anumit volum de lichid, creșterea dozei grăbește atingerea unui echilibru între adsorbat și adsorbent
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
necesar să fie optimizat timpul de contact, luând în considerare eficiența desorbției și regenerarea adsorbentului. În timpul procesului, suprafața adsorbentului este progresiv blocată de moleculele de adsorbat, devenind acoperită după un anumit timp, moment în care adsorbentul nu mai poate adsorbi molecule de colorant. Cum fiecare particulă de adsorbent purifică un anumit volum de lichid, creșterea dozei grăbește atingerea unui echilibru între adsorbat și adsorbent, deoarece crește numărul de particule care tratează același volum de lichid. În general, capacitatea de adsorbție crește
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
mai mici, care au o arie a interfeței solid-lichid mai mare, viteza de adsorbție este mai mare. Se constată, de asemenea, o relație de dependență liniară între cantitatea de colorant adsorbit și mărimea particulelor. Acest efect se datorează probabil incapacității moleculelor mari de colorant de a pătrunde în structura internă de pori a chitosanului. 3.3.5.4. Gradul de hidratare al adsorbentului Pentru a stabili efectul hidratării granulelor, unii autori (Chiou și Li, 2003) au utilizat granule uscate pentru a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
atribuită în mod obișnuit mai multor factori, cum ar fi: originea sa, proprietățile chimice, fizice și mecanice, condițiile din soluție etc. Interacțiunile colorant-colorant joacă de asemenea un rol important, la fel și cele între colorant și soluția apoasă. În particular, moleculele de colorant au structuri diferite și complexe. Acesta este unul dintre cei mai importanți factori care influențează adsorbția și mecanismul prin care aceasta are loc. În multe studii, procedurile experimentale nu iau în considerare modificarea de pH datorită adăugării chitosanului
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
multe studii, procedurile experimentale nu iau în considerare modificarea de pH datorită adăugării chitosanului și efectele acesteia asupra chimiei colorantului, ceea ce ar putea conduce la interpretarea necorespunzătoare a proprietăților de adsorbție. Mai mult, modificarea condițiilor experimentale poate influența considerabil distribuția moleculelor de colorant și, în consecință, capacitatea lor de a interacționa cu chitosanul. Guibal și al. (2003) au studiat adsorbția coloranților acizi, direcți, mordanți și reactivi și au arătat că atât capacitatea de adsorbție, cât și cinetica depind de tipul de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
conținutul lor în grupări sulfonice și au observat că nu este evidentă nici o corelație. Unii dintre coloranții care conțin mai multe grupe sulfonice acide prezintă capacități de adsorbție mai scăzute comparativ cu alți coloranți care conțin doar o grupă în moleculă. Autorii au concluzionat că diferențele în adsorbția coloranților pot fi datorate valorilor diferite pKa și/sau contribuției altor interacțiuni, datorită structurii chimice diferite a acestora. Nu se poate, de asemenea, corela masa moleculară a colorantului cu eficiența mai mare a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
chitosanului pentru acești coloranți, cu următoarea ordine a decolorării: Acid Orange 12 > Acid Orange 10 > Acid Red 73 > Acid Red 18 > Acid Green 25. Diferențele în capacitatea de adsorbție pot fi datorate efectului masei moleculare și numărului de grupări sulfonice. Moleculele monovalente și/sau mai mici au capacitate mai mare de adsorbție datorită creșterii raportului colorant/chitosan în sistem static. Moleculele mai mici de colorant sunt capabile să pătrundă în stuctura internă a porilor particulelor de chitosan. O interpretare similară a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
18 > Acid Green 25. Diferențele în capacitatea de adsorbție pot fi datorate efectului masei moleculare și numărului de grupări sulfonice. Moleculele monovalente și/sau mai mici au capacitate mai mare de adsorbție datorită creșterii raportului colorant/chitosan în sistem static. Moleculele mai mici de colorant sunt capabile să pătrundă în stuctura internă a porilor particulelor de chitosan. O interpretare similară a fost dată și de McKay și al. (1982) pentru adsorbția coloranților bazici pe chitină. Smith și al. (1993) au arătat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
porilor particulelor de chitosan. O interpretare similară a fost dată și de McKay și al. (1982) pentru adsorbția coloranților bazici pe chitină. Smith și al. (1993) au arătat că masa moleculară a colorantului constituie un factor major care influențează adsorbția, moleculele cu masă moleculară mai mică fiind mai puternic adsorbite pe chitosan. Crini și al. (2008a; 2008b) au constatat de asemenea o variație semnificativă în afinitatea unor coloranți cationici pe chitosan grefat, cu adsorbția minimă pentru Basic Blue 3 (166,5
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
al. (2008a; 2008b) au constatat de asemenea o variație semnificativă în afinitatea unor coloranți cationici pe chitosan grefat, cu adsorbția minimă pentru Basic Blue 3 (166,5 mg g-1) și maximă pentru Basic Blue 9 (121,9 mg g-1), mărimea moleculei fiind un factor major care o influențează. 3.3.5.7. Tăria ionică În prezența NaCl 0,5 M și 1 M adsorbția Roșu Congo se reduce cu 14,4%, respectiv 28,0%, adsorbția fiind inhibată și de dodecil sulfatul
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
temperaturii apelor reziduale nu influențează semnificativ performanța globală de decolorare (Ravi Kumar, 2000). În plus, cu procesele de adsorție nu se operează de obicei la temperaturi mari, deoarece aceasta ar crește costurile de operare. Creșterea temperaturii afectează nu numai solubilitatea moleculelor de colorant, dar și potențialul chimic al materialului, acesta fiind un factor de control în adsorbție. Ambele efecte acționează în aceeași direcție. În general, aceasta poate fi confirmată de parametrii termodinamici. Creșterea temperaturii este urmată, de asemenea, de intensificarea difuziei
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de colorant, dar și potențialul chimic al materialului, acesta fiind un factor de control în adsorbție. Ambele efecte acționează în aceeași direcție. În general, aceasta poate fi confirmată de parametrii termodinamici. Creșterea temperaturii este urmată, de asemenea, de intensificarea difuziei moleculei de colorant, și în consecință a vitezei de adsorbție, în cazul în care difuzia este etapa determinantă de viteză. Temperatura poate, de asemenea, influența etapa de desorbție și în consecință reversibilitatea echilibrului de adsorbție. Studiindu-se reținerea Remazol Black 13
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
g-1 la 45șC, respectiv 96,0 mg g-1 la 60șC (Annadurai și al., 2008). Creșterea temperaturii crește mobilitatea ionilor de colorant cu masă moleculară mare și totodată produce un efect de umflare în structura internă a chitosanului, permițând astfel pătrunderea moleculelor mai mari de colorant. Ca urmare, capacitatea de adsorbție ar trebui să depindă puternic de interacțiunile chimice dintre grupele funcționale de la suprafața adsorbentului și cele ale adsorbatului și deci ar trebui să crească odată ce temperatura crește. Aceasta se poate explica
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
în acest caz este limitată de transportul extern de masă. Cu creșterea temperaturii transportul extern începe să joace un rol major în adsorbția pe chitosan. Una dintre cauzele variației pozitive a entalpiei și entropiei poate fi eliberarea unui număr de molecule de apă. Adsorbția (poli)anionilor hidratați în rețeaua polimerului hidrofil perturbă inevitabil ordinea moleculeor de apă în mediul imediat învecinat și le eliberează în lichidul extern. Cu alte cuvinte, moleculele adsorbite sunt probabil atrase datorită interacțiunilor electrostatice la mare distanță
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
a entalpiei și entropiei poate fi eliberarea unui număr de molecule de apă. Adsorbția (poli)anionilor hidratați în rețeaua polimerului hidrofil perturbă inevitabil ordinea moleculeor de apă în mediul imediat învecinat și le eliberează în lichidul extern. Cu alte cuvinte, moleculele adsorbite sunt probabil atrase datorită interacțiunilor electrostatice la mare distanță între grupele încărcate opus. În cursul formării legăturilor ionice între colorant și polimer contraionul trebuie să câștige un grad mai mare de libertate și crește entropia. Valorile ΔH arată că
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
coloranți pe chitosan și chitosan grefat (Singh și al., 2009). Valorile pozitive ΔH0 indică un proces endoterm de adsorbție, deci implicarea unor legături chimice între colorant și adsorbent. Valoarea pozitivă ΔS0 arată dezordinea crescută la intefața solid-soluție în cursul fixării moleculelor de colorant la situsurile active ale adsorbentului. Deoarece procesul de adsorbție este endoterm, înseamnă că în aceste condiții procesul devine spontan, datorită variației pozitive a entropiei. În Tabelul 3.6 sunt prezentate valorile parametrilor termodinamici în cazul adsorbției unor coloranți
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
este endoterm, înseamnă că în aceste condiții procesul devine spontan, datorită variației pozitive a entropiei. În Tabelul 3.6 sunt prezentate valorile parametrilor termodinamici în cazul adsorbției unor coloranți pe chitosan. 3.3.6. Mecanismul de adsorbție Mecanismul prin care moleculele de colorant sunt adsorbite pe chitosan rămâne încă un subiect de dezbatere, procesele predominante fiind adsorbția la suprafață, chimiosorbția, difuzia și adsorbție-complexare. Din multitudinea de lucrări având ca subiect îndepărtarea coloranților cu materiale pe bază de chitosan, foarte multe se
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
anioni ai colorantului. Procesul de adsorbție are loc apoi datorită atracției electrostatice între acești doi contraioni. În general, cu creșterea concentrației inițiale a colorantului, pH-ul la echilibru scade. Aceasta confirmă schimbul ionic, deoarece cu cât sunt adsorbite mai multe molecule de colorant pe material, cu atât se eliberează un număr mai mare de ioni de hidrogen, scăzând astfel pH-ul. Acest mecanism este acceptat de mulți autori ca fiind principalul mecanism de adsorbție. Unii autori (Chang și Juang, 2004, 2005
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
axat pe adsorbția coloranților anionici. Au fost preparate mai multe tipuri de chitosan, printre care fulgi, granule și materiale în amestec, constatându-se o corelație foarte bună între grupele funcționale prezente pe suprafața adsorbenților și capacitatea acestora de adsorbție a moleculelor de colorant. Deoarece chitosanul este solubil în apă la pH acid, proprietățile sale electrostatice sunt dependente de pH, acesta jucând un rol important în procesele de adsorbție. Autorii au concluzionat că materialele preparate au o selectivitate mare în reținerea colorantului
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
adsorbție chimică. De exemplu, pentru colorantul reactiv Reactive Red 141, în condiții acide are loc chimiosorbția, în timp ce în condiții alcaline adsorbția decurge atât prin interacțiuni fizice, cât și prin adsorbție chimică. Adsorbția la suprafață este un alt mecanism prin care moleculele de colorant pot fi legate de chitosan. Acest mecanism este o reacție de suprafață prin care o moleculă este atrasă de o suprafață încărcată, fără a avea loc un schimb de ioni sau electroni. În cazul adsorbției în mediu acid
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
condiții alcaline adsorbția decurge atât prin interacțiuni fizice, cât și prin adsorbție chimică. Adsorbția la suprafață este un alt mecanism prin care moleculele de colorant pot fi legate de chitosan. Acest mecanism este o reacție de suprafață prin care o moleculă este atrasă de o suprafață încărcată, fără a avea loc un schimb de ioni sau electroni. În cazul adsorbției în mediu acid, când se obține un procent de îndepărtare de aproximativ 99%, pH-ul sistemului se modifică de la valoarea inițială
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]