3,283 matches
-
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 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 elimină funcțiunea cationică a polimerului, care reprezintă situsurile majore de adsorbție a coloranților anionici. ). Funcționalizarea cu GLU (formarea funcțiunilor iminice) sau cu EDGE scade disponibilitatea funcțiunilor aminice pentru complexarea coloranților și la un raport mare de funcționalizare capacitatea de reținere scade dramatic. Chiou și Li (2003) au indicat că raportul de funcționalizare afectează
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Crini, 2006). Un alt avantaj al EPI este acela că nu elimină funcțiunea cationică a polimerului, care reprezintă situsurile majore de adsorbție a coloranților anionici. ). Funcționalizarea cu GLU (formarea funcțiunilor iminice) sau cu EDGE scade disponibilitatea funcțiunilor aminice pentru complexarea coloranților și la un raport mare de funcționalizare capacitatea de reținere scade dramatic. Chiou și Li (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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 funcționalizare și scade
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 asemenea arii mai mari ale suprafeței specifice (0,1 și
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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. Autorii notează de asemenea că funcționalizarea poate modifica natura cristalină a chitosanului, după cum arată difractogramele XRD. După reacția de funcționalizare, s-a constatat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 specifice ale chitosanului. Chang și Chen (2005) au propus utilizarea nanoparticulelor chitosan-Fe3O4 pentru îndepărtarea coloranților acizi din soluții
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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. pH-ul pH-ul soluției joacă un rol important în întregul proces de adsorbție, influențând nu numai încărcarea suprafeței adsorbentului, gradul de ionizare al materialului prezent în soluție și disocierea grupelor funcționale de la nivelul
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
gradul de ionizare al materialului prezent în soluție și disocierea grupelor funcționale de la nivelul situsurilor active ale adsorbentului, dar și chimia soluției colorantului. Este important de menționat că dacă adsorbția pe cărbunele activ comercial este larg 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Chitosanul este policationic în mediu acid, grupele aminice libere sunt protonate și polimerul devine total solubil, aceasta facilitând interacțiunea electrostatică între chitosan și coloranții anionici. 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
interacțiunea electrostatică între chitosan și coloranții anionici. 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
mai mare de ioni pozitivi de hidrogen disponibili pentru a protona grupa aminică a chitosanului, cu formarea unui număr mare de amine cationice. Crini și al. (2008a, 2008b) au arătat influența puternică a pH-ului asupra capacității de adsorbție a coloranților cationici pe chitosan grefat, care scade semnificativ cu creșterea pH-ului. Trebuie de asemenea menționate câteva constatări experimentale: în primul rând, grupele aminice libere din chitosan sunt mult mai reactive și eficiente pentru a chelatiza poluanți, comparativ cu grupele acetil
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
menționate câteva constatări experimentale: în primul rând, grupele aminice libere din chitosan sunt mult mai reactive și eficiente pentru a chelatiza poluanți, comparativ cu grupele acetil din chitină, și este indiscutabil că situsurile aminice sunt principalele grupe reactive pentru adsorbția coloranților (anionici), deși grupările hidroxil (în special în poziția C-3) pot contribui la adsorbție. Aproape toate proprietățile funcționale ale chitosanului depind de lungimea catenei, densitatea de sarcină și distribuția sarcinii și multe dintre proprietățile sale de sorbent derivă din natura
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
lungimea catenei, densitatea de sarcină și distribuția sarcinii și multe dintre proprietățile sale de sorbent derivă din natura sa cationică și comportamentul în soluție. La pH neutru aproximativ 50% din totalul grupelor aminice rămân protonate și teoretic disponibile pentru adsorbția coloranților. Existența grupelor aminice libere poate conduce la complexarea directă a coloranților care coexistă cu speciile anionice, în funcție de sarcina colorantului. La scăderea pH-ului, protonarea grupelor aminice crește, totodată cu eficiența reținerii. pH-ul optim frecvent raportat în literatură este în
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
proprietățile sale de sorbent derivă din natura sa cationică și comportamentul în soluție. La pH neutru aproximativ 50% din totalul grupelor aminice rămân protonate și teoretic disponibile pentru adsorbția coloranților. Existența grupelor aminice libere poate conduce la complexarea directă a coloranților care coexistă cu speciile anionice, în funcție de sarcina colorantului. La scăderea pH-ului, protonarea grupelor aminice crește, totodată cu eficiența reținerii. pH-ul optim frecvent raportat în literatură este în domeniul 3-6. Sub acest interval, un exces de anioni competitori limitează
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
în gradul de cristalinitate, cât și în legături de hidrogen inter- și intramoleculare. Mai mult, cristalinitatea reziduală a polimerului poate controla accesibilitatea la situsurile de adsorbție. Gradul de deacilare controlează, de asemenea, fracțiunea de grupări aminice disponibile pentru interacțiunea cu colorantul. Guibal și al. (2005) au arătat că legăturile de hidrogen între unitățile monomere ale aceluiași lanț polimeric (legături intramoleculare) și/sau între unitățile monomere ale lanțurilor diferite (legături intermoleculare) scad reactivitatea acestora. Structura slab poroasă a polimerului și cristalinitatea sa
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 mult mai mare în mediu acid, comparativ cu mediul neutru și alcalin. Valorile maxime ale raportului dintre capacitatea de adsorbție în condiții acide și alcaline sunt 9,3 și 5,0 pentru
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
valoarea 7,1 (Acid Red 37), respectiv 7,3 (Acid Blue 25), adsorbția având loc la pH 6,0, respectiv 4,0, adică la valori mai mici decât pHpzc (Kamari și al., 2009). La pH 6 capacitatea de adsorbție a coloranților Acid Orange 10, Acid Orange 12, Acid Red 18, Acid Red 73 pe nanoparticule de chitosan este extrem de scăzută, comparativ cu pH-ul optim de adsorbție 4. Grupele aminice ale nanoparticulelor de chitosan nu sunt protonate în totalitate, datorită concentrației
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
73 pe nanoparticule de chitosan este extrem de scăzută, comparativ cu pH-ul optim de adsorbție 4. Grupele aminice ale nanoparticulelor de chitosan nu sunt protonate în totalitate, datorită concentrației insuficiente de H+, deci disponibile pentru interacțiunea cu grupările sulfonice ale coloranților acizi (Cheung și al., 2009). Raportul dintre capacitatea de adsorbție a Remazol Black 13 în condiții acide și condiții alcaline (pH 6,7; 8,5; 9,5) atinge valorile maxime 3,7-6,7 (Annadurai și al., 2008). 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]
-
8,5; 9,5) atinge valorile maxime 3,7-6,7 (Annadurai și al., 2008). 3.3.5.2. Concentrația inițială a colorantului și timpul de contact Unii autori au constatat corelații semnificative între concentrația colorantului și capacitatea de legare a coloranților pe chitină sau chitosan (Park și al., 1995). Cantitatea de colorant adsorbit pe chitosan crește cu mărirea concentrației inițiale a soluției de colorant, în condițiile în care cantitatea de adsorbent rămâne nemodificată. Aceasta se datorează creșterii gradientului de concentrație la
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
crește cu mărirea concentrației inițiale a soluției de colorant, în condițiile în care cantitatea de adsorbent rămâne nemodificată. 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
este mic și, ca urmare, fracțiunea adsorbită devine independentă de concentrația inițială (Chatterjee și al., 2005; Chiou și Li, 2003; Chiou și al., 2004). La 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 doi coloranți în concentrații similare (amestec C), 1,34 mM MY, respectiv 1,36 mM RB15, adsorbția colorantului
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
2006). În soluția amestecului celor doi coloranți în concentrații similare (amestec C), 1,34 mM MY, respectiv 1,36 mM RB15, adsorbția colorantului MY este afectată semnificativ de prezența colorantului RB15, în timp ce adsorbția RB15 nu este aproape deloc afectată de colorantul MY (Figura 3.31). În cazul în care cei doi coloranți sunt în concentrații diferite în amestec (amestec B) (3,00 mM MY, respectiv 1,34 mM RB15), cinetica adsorbției celor doi coloranți este afectată reciproc. Adsorbția competitivă favorizează colorantul
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]