3,283 matches
-
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 MY, iar adsorbția RB15 are tendința să se conformeze modelului mai lent de ordin unu. În general, capacitatea de adsorbție și eficiența îndepărtării coloranților cu chitosan devin mai mari cu prelungirea timpului de contact. Practic, este necesar să fie optimizat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
respectiv 1,34 mM RB15), cinetica adsorbției celor doi coloranți este afectată reciproc. Adsorbția competitivă favorizează colorantul MY, iar adsorbția RB15 are tendința să se conformeze modelului mai lent de ordin unu. În general, capacitatea de 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 în timp și la un moment dat atinge o valoare constantă, la care colorantul nu mai este îndepărtat din soluție. În acest moment, cantitatea de colorant adsorbit de material este în echilibru dinamic cu cantitatea de colorant desorbit. Chatterjee și al. (2005) au raportat un timp de echilibru de 20 ore pentru adsorbția Eozinei
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Cestari și al. (2004, 2005) au găsit timpi de reacție de 60-200 min. Pe de altă parte, alți autori (Wu și al., 2000) au observat că echilibrul se atinge după câteva zile. Crini și al. (2008a; 2008b) la studiul adsorbției coloranților bazici Basic Blue 9 și Basic Blue 3 au stabilit că 40 min timp de contact au fost suficiente pentru a atinge echilibrul în toate experimentele, în timp ce Chang și Juang (2005) au raportat 3 zile ca fiind necesare pentru adsorbția
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
în difuzia intraparticule. Totuși, diferențele nu sunt atât de marcante, fiind dificil de găsit o tendință omogenă în variația coeficienților de difuzie intraparticule cu raportul de funcționalizare. Cestari și al. (2005) au indicat de asemenea că comportamentul de adsorbție a coloranților anionici este direct legat de dimensiunile catenei organice a colorantului, numărul și poziția grupelor sulfonice și temperatura de adsorbție. Maghami și Roberts (1988) au arătat anterior că echilibrul a fost atins mai rapid în cazul colorantului cu masă moleculară mai
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 colorant. De exemplu, pentru coloranții anionici ordinea este: Mordant Orange 10 > Reactive Black 5 > Acid Violet 5 > Acid Green 25
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Roberts (1988) au postulat o stoechiometrie 1:1 pentru interacțiunea între grupele sulfonice acide ale colorantului și grupele aminice protonate ale chitosanului pentru coloranții mono-, di- și trisulfonați. Guibal și al. (2003) au încercat să coreleze capacitățile de adsorbție ale coloranților cu 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 chitosanului comparativ cu cărbunele activ comercial. Este important
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
viteza de îndepărtare a colorantului, iar reținerea se intensifică cu creșterea vitezei de agitare. Agitarea reduce rezistența la stratul limită și crește mobilitatea sistemului. Intensificarea agitării micșorează efectul transferului extern de masă. Uzun și Güzel (2004) au raportat că adsorbția coloranților Orange II și Cristal violet este favorizată de viteza mare de agitare. În altă lucrare (Uzun, 2006) au indicat doar un slab efect al vitezei de agitare asupra adsorbției Reactive Yellow 2 și Reactive Black 5, concluzie la care au
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
vitezei de agitare asupra adsorbției Reactive Yellow 2 și Reactive Black 5, concluzie la care au ajuns și alți autori (Wu și al., 2000). 3.3.5.9. Temperatura Temperatura este un parametru important care influențează procesul de adsorbție. Adsorbția coloranților pe chitosan este de obicei un proces exoterm; creșterea temperaturii conduce la creșterea vitezei de adsorbție, dar diminuează capacitatea de adsorbție (Harry, 1989; Ravi Kumar, 2000). Totuși, aceste efecte sunt reduse iar variațiile normale ale temperaturii apelor reziduale nu influențează
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 adsorbția coloranților pe derivații de chitosan poate fi considerată un proces de natură fizică, iar valorile negative ΔG indică spontaneitatea procesului. Procesul este spontan și favorabil la concentrații mai mici de colorant. Valorile negative ale ΔG0 indică natura spontană a procesului de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 concentrează pe evaluarea performanțelor de adsorbție și doar un număr restrâns urmăresc înțelegerea mai profundă a mecanismelor de adsorbție. Studii diferite au ajuns la concluzii diferite, ceea poate fi probabil explicat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
că diferențele în prepararea chitosanului complică deseori elucidarea acestor mecanisme. Domeniul larg de structuri chimice, pH, concentrația de săruri și prezența liganzilor face dificilă compararea rezultatelor. Chimiosorbția, un tip de adsorbție puternică, este considerată ca fiind principalul mecanism pentru adsorbția coloranților anionici în condiții acide: În prezența ionilor H+, grupele aminice ale chitosanului se protonează și în soluția apoasă a colorantului anionic dizolvat grupele sulfonice (în cazul coloranților acizi și reactivi) disociază și sunt transformate în anioni ai colorantului. Procesul de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
un tip de adsorbție puternică, este considerată ca fiind principalul mecanism pentru adsorbția coloranților anionici în condiții acide: În prezența ionilor H+, grupele aminice ale chitosanului se protonează și în soluția apoasă a colorantului anionic dizolvat grupele sulfonice (în cazul coloranților acizi și reactivi) disociază și sunt transformate în 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
pH-ul. Acest mecanism este acceptat de mulți autori ca fiind principalul mecanism de adsorbție. Unii autori (Chang și Juang, 2004, 2005) au condus studii prin care să verifice teoria conform căreia grupele aminice sunt în principal responsabile de legarea coloranților pe chitosanul funcționalizat. Investigațiile acestora s-au 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
principalul mecanism de adsorbție. Unii autori (Chang și Juang, 2004, 2005) au condus studii prin care să verifice teoria conform căreia grupele aminice sunt în principal responsabile de legarea coloranților pe chitosanul funcționalizat. Investigațiile acestora s-au 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
preparate au o selectivitate mare în reținerea colorantului prin schimb ionic. Alți autori (Sakkayawong și al., 2005) au arătat că mecanismul de adsorbție a unor coloranți pe chitosan decurge atât prin interacțiuni fizice cât și 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de îndepărtare de aproximativ 99%, pH-ul sistemului se modifică de la valoarea inițială de 2-2,5 la 8-8,5 în timpul adsorbției pe chitosan. Explicația ar putea fi că în condiții acide H+ din soluție pot protona grupele aminice ale chitosanului. Colorantul este însă adsorbit de chitosan în procent de 96-98% și pentru pH-ul inițial de 6-11. Acest comportament poate fi explicat și prin accesibilitatea grupelor hidroxil din chitosan. În condiții alcaline are loc deprotonarea grupelor hidroxil. Grupele hidroxil ale polimerului
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de chitosan în procent de 96-98% și pentru pH-ul inițial de 6-11. Acest comportament poate fi explicat și prin accesibilitatea grupelor hidroxil din chitosan. În condiții alcaline are loc deprotonarea grupelor hidroxil. 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
-ul inițial de 6-11. Acest comportament poate fi explicat și prin accesibilitatea grupelor hidroxil din chitosan. În condiții alcaline are loc deprotonarea grupelor hidroxil. 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
are loc deprotonarea grupelor hidroxil. 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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, după care grupările -Cl ale colorantului reactiv sunt eliberate în soluție. În acest proces de vopsire, s-a adăugat Na2SO4 în prima etapă a vopsirii pentru a preveni hidroliza colorantului și a crește adsorbția fizică a acestuia pe fibră
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
în prima etapă a vopsirii pentru a preveni hidroliza colorantului și a crește adsorbția fizică a acestuia pe fibră. Apele reziduale sintetice au conținut colorant reactiv, Na2SO4 și Na2CO3. Ca urmare, grupele hidroxil ale chitosanului ar putea fi legate de colorantul reactiv prin legături covalente la pH alcalin, la fel ca în cazul procesului de vopsire. În cazul altor coloranți (Uzun, 2006) s-a constatat că datorită ariei suprafeței specifice BET foarte mici a chitosanului, mecanismele sunt controlate în principal de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
și NH2, ambele poziționate pe același nucleu benzenic. În acest mod, aceste grupe SO3- se pare că sunt mai puțin eficiente în interacțiunea electrostatică cu grupele NH3+ ale microgranulelor. În plus, difuzia colorantului în porii adsorbentului este mai dificilă, deoarece colorantul are catene mai ramificate decât cel galben. Astfel, adsorbția colorantului albastru are loc practic doar la suprafața granulelor și cantitatea adsorbită scade cu creșterea temperaturii, la temperaturi mai mari procesul de desorbție a acestuia fiind mai eficient decât adsorbția. Colorantul
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]