8,529 matches
-
Grupele hidroxil ale polimerului chitosan pot adsorbi colorantul prin legare covalentă, similar mecanismului de adsorbție a coloranților reactivi pe polimerii celulozici în procesul de vopsire. În procesele de vopsire se știe că gruparea -Cl a coloranților reactivi poate reacționa cu moleculele materialului textil la grupele hidroxil ale celulozei (Cel-OH) prin ionizare, după ce pH-ul este ajustat cu Na2CO3. Cel-OH se deprotonează în condiții alcaline și se transformă în ionul celulozic (Cel-O-). Acesta din urmă formează o legătură covalentă cu colorantul reactiv
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
în mai multe etape, iar alte interacțiuni, cum ar fi difuzia și interacțiunile hidrofobe și sterice, pot juca un rol important. De asemenea, autorii au raportat că adsorbția colorantului pe chitosan grefat este în principal un proces de schimb și moleculele sunt adsorbite nu doar datorită atracției de către material, dar și pentru că soluția ar putea să le respingă datorită prezenței unor interacțiuni hidrofobe puternice colorant-colorant. Există dovezi că și aglomerarea, un tip de interacțiune puternică dependentă de pH, poate fi implicată
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
tip de interacțiune puternică dependentă de pH, poate fi implicată în legarea chitosan-colorant. Mecanismul de aglomerare este influențat de mărimea particulelor de colorant și capacitatea lor de a difuza în rețeaua internă poroasă. Nanoparticulele se aglomerează rapid după interacțiunea cu moleculele de colorant, ceea ce sugerează înlocuirea legăturilor de hidrogen între lanțurile polimerice prin interacțiuni electrostatice între colorant și aceste lanțuri (Hu și al., 2006a). Așadar, se poate considera și un mecanism de aglomerare. Creșterea concentrației colorantului influențează mecanismul de aglomerare (Gibbs
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
cu creșterea temperaturii (45 și 50șC) și se pare că are loc difuzia, cu deschiderea treptată a porilor la temperaturi mai mari. Capacitatea de difuzie a colorantului roșu poate fi asociată și cu numărul relativ mare de grupări SO3- din molecula sa. Testarea modelelor cinetice indică cea mai mare aplicabilitate a modelului de pseudo-ordin doi (Annadurai și al., 2008; Chatterjee și al., 2007; Crini și al., 2008b; Kamari și al., 2009; Kyzas și Lazaridis, 2009, Singh și al., 2009; Wu și
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
ori mai mic decât acela al cărbunelui activ comercial (Babel și Kurniawan, 2003). În ultimii ani există un interes crescut în utilizarea mineralelor argiloase, cum ar fi bentonitul, caolinitul, diatomitul, pământul Fuller, datorită capacității lor de a adsorbi nu numai molecule anorganice, ci și organice, prezentând o afinitate mare pentru coloranții cationici și anionici. Capacitatea de sorbție a coloranților bazici este mult mai mare decât pentru coloranții acizi, datorită sarcinilor ionice ale coloranților și caracterului argilei. Cele mai utilizate argile ca
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
și SCa-3) favorizează o aglomerare mai mare, stabilă pentru un timp mai lung, astfel încât apare un singur pic al agregatului la 570 nm, fără modificări în timp. SWy-1, cu o densitate mai mică de sarcină, prezintă un comportament complet diferit. Moleculele de colorant, adsorbite inițial ca agregate la suprafața externă a argilei, se desfac cu formare de monomeri care migrează în spațiile interlamelare, dând naștere la benzile de absorbție de la 670 și 760 nm. Demirbas și al. (2002) au studiat utilizarea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
adsorbție se conformează modelului de pseudo-ordin doi (Dogan și al., 2006). Comportamentul de adsorbție al colorantului cationic Basic Blue 41 pe montmorillonit, bentonit, perlit brut și perlit expandat a fost studiat de Roulia și Vassiliadis (2005). Autorii au constatat că moleculele de colorant interacționează atât între ele, cât și cu situsurile acide ale suprafeței silicatice în cazul tuturor adsorbenților utilizați. Are loc migrarea în spațiul interlamelar, rezultând în intercalarea argilei chiar la încărcări scăzute de colorant. Moleculele de colorant între straturile
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Autorii au constatat că moleculele de colorant interacționează atât între ele, cât și cu situsurile acide ale suprafeței silicatice în cazul tuturor adsorbenților utilizați. Are loc migrarea în spațiul interlamelar, rezultând în intercalarea argilei chiar la încărcări scăzute de colorant. Moleculele de colorant între straturile silicatice pot adopta diferite orientări și eventual să devină stratificate, în funcție de încărcarea de colorant și temperatură. Studiul cinetic al adsorbției colorantului cationic Basic Red 2 pe bentonit arată că procesul este rapid și se conformează modelului
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Orange pe nontronit a fost studiată în funcție de pH și temperatură (Gupta și al., 2006b). Adsorbția celor doi coloranți crește odată cu temperatura și scade cu creșterea pH-ului. Aria estimată per situsul de schimb anionic al mineralului și aria asociată per molecula de colorant anionic la suprafața nontronitului au fost de 642 și 454 Å2 pentru Naftol Red J, respectiv 642 și 440 Å2 pentru Direct Orange. Studiul cinetic al adsorbției Albastrului de metilen pe un amestec de montmorillonit și nontronit a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
argilei rămâne negativă într-un domeniu larg de pH. Când soluția are pH bazic, suprafața încărcată negativ a argilei favorizează adsorbția colorantului. Cantitatea redusă de colorant adsorbit la pH scăzut se poate atribui respingerii electrostatice dintre suprafața încărcată pozitiv și molecula de colorant încărcată pozitiv la pH sub 9,5. Adsorbția se conformează modelului Langmuir iar capacitatea de adsorbție monostrat este 54 mg g-1 și echilibrul se atinge în aproximativ 20 minute. Parametrii termodinamici indică un proces de adsorbție exoterm. Caracterizarea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
și Detistova, 1997). Caracteristicile structurale ale probelor au fost determinate prin izotermele de adsorbție/desorbție completă a benzenului. S-a constatat că modificarea acidă a saponitului generează materiale cu caracteristici structurale de adsorbție îmbunătățite și capacitate de adsorbție superioară pentru molecule mici nepolare. Reținerea colorantului xantenic bazic Rodamina 6G (Teng și Lin, 2006a), a colorantului acid diazo Amido Black 10B (Lin și al., 2004) și a Metil Orange 52 (Teng și Lin, 2006b) pe montmorillonit SAz-1 activat cu HCl a fost
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
termică la 300șC a unei argile de Maroc crește capacitatea de adsorbție a Albastrului de metilen de la 384 mg g-1 la 539 mg g-1 (El Mouzdahir și al., 2010). 3.4.3. Argile modificate 3.4.3.1. Modificare cu molecule anorganice Activarea bentonitului (RB) cu oxid de mangan conduce la un material modificat (MMB) cu capacitate de adsorbție îmbunătățită (1,12 mmol g-1), de 3,5 ori mai mare, pentru colorantul Cristal violet (Eren, 2009b). Spectrele de raze X ale
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
un rol important în încărcarea suprafeței adsorbentului. În mod similar, modificarea sepiolitului prin acoperire cu MnO2 îmbunătățește capacitatea de adsorbție a argilei de la 77 mg g-1 la 319 mg g-1 (Eren și al., 2010). 3.4.3.2. Modificare cu molecule organice mici În cazul adsorbției compușilor organici pe argile s-au constatat și o serie de dezavantaje, datorită afinității lor scăzute pentru acești compuși. Acesta este motivul pentru care o serie de studii s-au axat pe argile modificate organic
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
modificate organic. Argilele modificate organic se obțin prin înlocuirea cationilor metalici ai argilei cu un cation organic, modificând astfel proprietățile de suprafață de la hidrofile la organofile. În timp ce mineralele argiloase sunt eficiente pentru adsorbția cationilor, cele modificate organic pot să adsoarbă molecule încărcate negativ și hidrofobe. Adsorbția competitivă mono și bicomponent a colorantului anionic Orange II și a surfactantului anionic dodecilbenzensulfonat a fost studiată pe montmorillonit tratat cu cationul hexadeciltrimetilamoniu (HDTMA) (Bae și al., 2000). Bentonitul modificat cu HDTMA a fost sintetizat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
puțin favorizată la temperaturi mari. Scăderea gradului de adsorbție ar putea indica acțiunea unor forțe de atracție mai slabe la temperaturi mai mari, ipoteză confirmată și de studiul izotermelor de adsorbție. Valorile negative ale variației entalpiei indică faptul că interacțiunea moleculei de colorant cu argila este exotermă, fapt care ar putea sugera o adsorbție multistrat, susținută de lipsa de conformitate cu izoterma Langmuir. În plus, variația de entalpie mai mică de 40 kJ mol-1 arată o adsorbție fizică, cu forțe slabe
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
sugera o adsorbție multistrat, susținută de lipsa de conformitate cu izoterma Langmuir. În plus, variația de entalpie mai mică de 40 kJ mol-1 arată o adsorbție fizică, cu forțe slabe de atracție. 3.4.3.3. Modificare cu polimeri Alături de moleculele organice mici, pentru modificarea argilelor au fost investigați și polimeri. Unii autori (Chang și Juang, 2004) au preparat granule mixte argilă activată/ chitosan pentru adsorbția a doi acizi organici (tanic și humic) și a doi coloranți (Albastru de metilen, Reactive
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
45+, urmate de speciile tetramere Cr4(OH)66+, monomere Cr(H2O)3+ și dimere Cr2(OH)24+. La creșterea concentrației ionilor de hidrogen în soluția de colorant, ionii OH- superficiali ar trebui să fie neutralizați prin protonare, ceea ce facilitează difuzia moleculelor de colorant către adsorbent. Pe de altă parte, o adsorbție diminuată la pH mai mare ar putea fi datorată abundenței ionilor OH- și în consecință respingerii ionice între suprafața încărcată negativ și colorantul anionic. În domeniul de pH scăzut densitatea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
subțire conectat prin punți de aminoacid. În pereții celulari ai bacteriilor Gram-pozitive sunt fixați polialcooli cunoscuți, ca de exemplu acizii teichoic, dintre care unii sunt legați de lipide formând acizii lipoteichoici. Deoarece acizii lipoteichoici sunt legați covalent de membrana citoplasmică, moleculele de peptidoglican reticulate formează o rețea care acoperă celula asemănător unei grile. Acizii teichoici dau pereților celulari ai bacteriilor Gram-pozitive o încărcare globală negativă, datorită prezenței legăturilor de fosfodiester între monomerii de acid teichoic. În general, 90% din peretele celular
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
fungic are o suprafață rugoasă și poroasă. Structura poroasă a suprafeței biomasei fungice poate fi considerată factorul care determină o arie mare a acesteia. În plus, acești pori pot contribui la reducerea rezistenței la transferul de masă și facilitează difuzia moleculelor de colorant, din cauza ariei mari a suprafeței interne, cu rezistență difuzională scăzută în preparatele de biomasă (implică o capacitate înaltă de adsorbție și viteză) (Arica și Bayramoğlu, 2007). Alge Referitor la biosorbția coloranților pe alge există un număr redus de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
și alți compuși celulari ai microorganismelor. Rezultatele FTIR arată că biomasa de nămol activ uscat are benzile caracteristice de proteine, lipide, compuși polimerici și grupe de acizi carboxilici care pot să explice capacitatea de a reacționa cu grupele funcționale ale moleculelor de colorant în soluție apoasă (Gulnaz și al., 2006). Biosorbenți de tip granule aerobice neviabile Nămolul aerobic granular utilizat pentru biosorbție a fost colectat dintr-un SBR la scară de laborator, alimentat cu glucoză ca singura sursă de carbon (Gao
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
chitină/chitosan în fracțiunea de celule libere. De asemenea, o parte din chitină se poate transforma în chitosan cu o soluție alcalină concentrată într-o perioadă lungă de timp. S-a sugerat că chitosanul este cel mai eficient sechestrant al moleculelor de acid humic (considerat compus model în studii de decolorare). Îndepărtarea colorantului Albastru de Bromfenol din soluții apoase, prin biosorbție pe biomasa neviabilă de Rhizopus stolonifer, a fost investigată într-un sistem static. Pretratamentul biomasei cu NaOH a fost cea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
IC). Perlele de alginat fără Bacillus subtilis au fost întrebuințate drept control (Binupriya și al., 2009). Microfotografiile SEM ale FC și IC sunt redate în Figura 4.32. Imaginea celulelor libere (FC) evidențiază aria mare a suprafeței biomasei, care permite moleculelor de colorant un acces rapid la biomasă, fiind suspendate liber în soluție (Figura 4.32A). În procesul de imobilizare biomasa (IC) a fost înglobată în matricea de alginat care acoperă total celulele (Figura 4.32B). Celulele bacteriene nu se observă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de acid carboxilic, carbonil și amino sunt protonate la pH mai mic decât 7, încât numărul de situsuri încărcate pozitiv crește. Biosorbția coloranților acizi crește datorită atracției electrostatice între suprafața încărcată pozitiv (-COOH2+; -NH3+) și grupele negative sulfonice (-SO3-) ale moleculei de colorant în mediu acid. Procesul de biosorbție a colorantului Reactive Orange 16 (Won și al., 2009a) cu biomasa reziduală de C. glutamicum evaluată ca biosorbent eficient a fost extrem de dependent de variația pH-ului (Figura 4.42). Reținerea a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 interacțiunea electrostatică biosorbent-colorant. De asemenea, se poate menționa că grupele de amină
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
2009a). Grupele de acid sulfonic ale colorantului RO16 prezintă unele picuri caracteristice de absorbție în jurul valorilor 1255, 1080 și 1020 cm−1. Aceste picuri sunt prezente în curbele (a) și (c), însă sunt absente în curbele (b), indicând faptul că moleculele de colorant se leagă de biomasa protonată la pH 11. Grupele principale ale biomasei protonate (amino, carboxil și fosfat) au fost neschimbate în spectrele FTIR ale probelor de biomasă protonată și ale biomasei cu colorant adsorbit. Banda lărgită și intensă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]