3,283 matches
-
și al fungului A. niger în soluție apoasă. pH-ul optim al soluției de colorant a fost 6,0 și 4,0 pentru Basic Blue 9 și respectiv Acid Blue 29. La pH 2,0 nu s-a produs sorbția colorantului acid. Aceiași cercetători (Fu și Viraraghavan, 2002a) au investigat efectul pH-ului asupra biosorbției Congo Red cu A. niger pretratat cu NaHCO3 în soluție apoasă și au determinat că pH-ul optim este 6,0. Mecanismul biosorbției a fost explicat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
în structura proteinei. Spectrele preparatelor de biomasă fungică dovedesc prezența grupelor amino care sunt în principal responsabile pentru legarea moleculelor de colorant Reactive Red 120 (Arica și Bayramoğlu, 2007). Fu și Viraraghavan (2000, 2001a, 2001b, 2002a, 2002b) au investigat reținerea coloranților Basic Blue 9 (cationic), Acid Blue 29 (anionic), Congo Red (anionic) și Disperse Red 1 (neionic) din soluții apoase prin biosorbție pe fung inactiv și pretratat de Aspergillus niger. S-a stabilit că trei grupe funcționale majore: carboxil, amino și
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
chimică a colorantului are rolul esențial în adsorbție și nu masa moleculară a adsorbatului (Figura 4.48). Analize FTIR efectuate asupra biomasei native de Penicillium chrysogenum, modificate chimic și după adsorbția unor coloranți anionici au relevat trasformările chimice și legarea coloranților pe suprafața biomasei. Spectrul obținut pentru biomasa nativă de P. chrysogenum (Figura 4.49) prezintă o bandă largă la 3500-3200 cm-1 și picuri de la 1552-1379 cm-1 care indică existența grupei aminice în biomasă. Banda largă de la 3500-3200 cm-1 este, de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
De asemenea, proteinele și lipidele oferă grupe funcționale capabile de legare a moleculelor de colorant. Aceste grupe funcționale astfel ca amino, carboxilic, sulfidril, fosfat și tiol, diferă în afinitatea lor și specificitate pentru legarea colorantului. Rezultatele obținute în cazul adsorbției coloranților bazic Basic Blue 86 și Methylene Blue cu o tulpină de S. cerevisiae inactivată prin temperatură a avut loc probabil prin același mecanism. Procesul este foarte rapid, echilibrul stabilindu-se în maxim 30 minute (Dulman și al., 2000). 4.3
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
17, indicând că există o interacțiune a colorantului AY 17 cu grupele aminice din proteine. De asemenea, benzile de la 1642, 1543 și 1236 cm-1 se deplasează la 1638, 1544 și respectiv 1234 cm-1. După ce nămolul granular aerobic neviabil a sorbit colorantul acid, intensitatea benzilor de la 3435, 2926, 1400 și 1054 cm-1 descrește total, sugerând că N-H și O-H a hidroxilului și aminei, grupa CH2 a lipidelor, C=O a carboxilatului, OH a polizaharidelor au fost implicate în biosorbția colorantului
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
carboxilice (-OH, C=O), fosfat (P=O, P-OH, P-O-C) și amino (C-N, N-H), care confirmă prezența acestor grupări funcționale în nămolul protonat (Ashkenazy și al., 1997; Yee și al., 2004). Mecanismul adsorbției bazat pe interacțiuni electrostatice ale coloranților reactivi pe nămol protonat a fost concordant cu datele experimentale obținute. Conform structurii lor chimice, coloranții studiați sunt diferiți, și anume Reactive Red 4 (colorant reactiv) are patru grupări sulfonice care conferă încărcare negativă, în timp ce Methylene Blue (colorant bazic) este
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
lentă până când pH-ul crește la 6,8, datorită respingerii între grupările încărcate negativ ale colorantului și grupele carboxil și fosfat de pe suprafața biosorbentului. Aceste exemple arată că datele experimentale concordă cu mecanismul adsorbției în principal prin interacțiune electrostatică a coloranților pe nămol protonat. În concluzie, dacă ne referim la diverșii biosorbenți investigați, originea și natura lor imprimă o anumită structură fizică, care alături de natura chimică a grupelor funcționale controlează performanța biosorbției 4.3.4. Influența colorantului asupra biosorbției Procesul de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
concluzie, dacă ne referim la diverșii biosorbenți investigați, originea și natura lor imprimă o anumită structură fizică, care alături de natura chimică a grupelor funcționale controlează performanța biosorbției 4.3.4. Influența colorantului asupra biosorbției Procesul de biosorbție depinde de structura coloranților (structura moleculară, tipul și numărul pozițiilor substituenților în moleculă, caracterul chimic al grupărilor cromofore), de solubilitatea produsului, de echilibrele la care participă în condițiile de mediu testate. Structura chimică imprimă coloranților anumite proprietăți, conform cărora au fost clasificați în diverse
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
colorantului asupra biosorbției Procesul de biosorbție depinde de structura coloranților (structura moleculară, tipul și numărul pozițiilor substituenților în moleculă, caracterul chimic al grupărilor cromofore), de solubilitatea produsului, de echilibrele la care participă în condițiile de mediu testate. Structura chimică imprimă coloranților anumite proprietăți, conform cărora au fost clasificați în diverse clase (Capitolul 1). În multe studii de biosorbție se ține cont de acest aspect, care a contribuit la elucidarea mecanismelor de biosorbție. Astfel, în cazul nămolului activ remarcat prin eficiență mare
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
studii de biosorbție se ține cont de acest aspect, care a contribuit la elucidarea mecanismelor de biosorbție. Astfel, în cazul nămolului activ remarcat prin eficiență mare în sistemele de tratament biologice aerobice se consideră că mecanismul primar de reținere a coloranților este sorbția. Capacitatea maximă de reținere a colorantului Maxilon Red pe nămol activ a fost de 123,2 mg g-1 (Basibuyuk și Forster, 2003). Acești cercetători au constatat că Acid Yellow se reține puțin pe nămolul activ, fapt ce se
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
pentru acest colorant. Totuși, Dohanyos și al. (1978) au arătat că unii coloranți acizi pot fi reținuți pe nămol activ. Testările au fost efectuate pe 20 coloranți și conform rezultatelor obținute prezența grupelor hidroxil crește capacitatea de îndepărtare a a coloranților, în timp ce prezența grupelor sulfonice, dar și creșterea numărului acestora descrește această proprietate. Colorantul Acid Yellow posedă două grupe sulfonice și acesta poate constitui un motiv al slabei legări a colorantului. În schimb, coloranții bazici datorită structurii lor cu încărcare pozitivă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
acizi pot fi reținuți pe nămol activ. Testările au fost efectuate pe 20 coloranți și conform rezultatelor obținute prezența grupelor hidroxil crește capacitatea de îndepărtare a a coloranților, în timp ce prezența grupelor sulfonice, dar și creșterea numărului acestora descrește această proprietate. Colorantul Acid Yellow posedă două grupe sulfonice și acesta poate constitui un motiv al slabei legări a colorantului. În schimb, coloranții bazici datorită structurii lor cu încărcare pozitivă a grupărilor cromofore sunt ușor adsorbiți, atât de nămolul activ viabil, cât și
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
a biomasei de nămol activ: structura chimică (structura moleculară a grupelor colorate, astfel ca antrachinonă, monoazo, oxazina, tiazol, azo sau triarilmetanice); tipul, numărul și poziția substituenților în molecula de colorant; caracterul bazic al colorantului datorită grupelor cromofore; masa moleculară a coloranților bazici. O abordare interesantă întâlnită în studiul biosorbției unor coloranți de cadă cu nămol activ deshidratat este de anticipare a accesibilității coloranților la situsurile active ale biomasei (Dhaouadi și M’Henni, 2009). Capacitatea de reținere a biomasei neviabile este dependentă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
numărul și poziția substituenților în molecula de colorant; caracterul bazic al colorantului datorită grupelor cromofore; masa moleculară a coloranților bazici. O abordare interesantă întâlnită în studiul biosorbției unor coloranți de cadă cu nămol activ deshidratat este de anticipare a accesibilității coloranților la situsurile active ale biomasei (Dhaouadi și M’Henni, 2009). Capacitatea de reținere a biomasei neviabile este dependentă de diferența între structura chimică și proprietățile celor doi coloranți Vat Red 10 și Vat Orange 11. Reținerea coloranților fiind un fenomen
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
anticipare a accesibilității coloranților la situsurile active ale biomasei (Dhaouadi și M’Henni, 2009). Capacitatea de reținere a biomasei neviabile este dependentă de diferența între structura chimică și proprietățile celor doi coloranți Vat Red 10 și Vat Orange 11. Reținerea coloranților fiind un fenomen de suprafață, cantitatea de colorant sorbită este dependentă de efectele de împiedicare sterică. Mărimea medie a porilor biosorbentului a fost de ~ 86 nm. La energia minimă sterică, distanța moleculară maximă pentru cei doi coloranți variază între 15-20
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
dependentă de efectele de împiedicare sterică. Mărimea medie a porilor biosorbentului a fost de ~ 86 nm. La energia minimă sterică, distanța moleculară maximă pentru cei doi coloranți variază între 15-20 Å. Cu toate că porii adsorbentului sunt accesibili moleculelor de colorant, totuși colorantul a fost reținut preponderent printr-o interacțiune între situsurile active ale adsorbentului și moleculele de colorant. Împiedicarea sterică se produce deoarece nu pot fi ocupate două sau mai multe situsuri active succcesive. Astfel, este mai puțin probabil ca cea mai
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
mai mare moleculă să ocupe două sau mai multe situsuri active consecutive. Eficiența adsorbției este atribuită chimiosorbției datorită structurii chimice a suprafeței biomasei. Titrarea acido-bazică a evidențiat preponderența grupelor carboxilice. Spectrele FTIR au confirmat calitativ aceste rezultate și conform structurii coloranților solvatați se poate trage concluzia că se pot stabili legături cu grupările funcționale carboxilice încărcate negativ. Variația potențialului zeta față de pH arată că, pentru soluția de colorant cu o valoare a potențialului mai mare decât pHpzc sau IEP a suprafeței
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
că, pentru soluția de colorant cu o valoare a potențialului mai mare decât pHpzc sau IEP a suprafeței adsorbentului, suprafața este încărcată negativ și favorizează legăturile chimice. Aceasta subliniază importanța stării suprafeței adsorbentuui în procesele de sorbție. Caracteristicile chimice ale coloranților Vat Red 10 și Vat Orange 11 și configurația lor la energia minimă sterică este prezentată în Figurile 4.55 și 4.56. Conform calculelor atomice s-a obținut distanța între cei doi atomi extremi ai moleculei de colorant studiate
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
4.56. Conform calculelor atomice s-a obținut distanța între cei doi atomi extremi ai moleculei de colorant studiate. Această distanță și conformația spațială a colorantului pot furniza informații cu privire la împiedicarea sterică care intevine în adsorbția colorantului pe biomasă. Pentru colorantul Vat Red 10, distanța a fost ~ 15,74 Å, iar pentru Vat Orange 11 ~ 20,86 Å. Se constată concordanța cu capacitățile maxime de adsorbție, obținute din izoterma Langmuir, de 73,1 mg g-1 (Vat Red 10) și 58,7
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
mai mare mărime ionică și prezența grupei carboxilice au fost probabil motivele unui nivel de sorbție scăzut al colorantului (Figura 4.57). Vijayaraghavan și Yun (2007) au confirmat că grupele amino ale C. glutamicum au fost responsabile pentru legarea anionilor coloranților reactivi prin atracție electrostatică. În general, creșterea pH-ului crește sarcina negativă globală a suprafeței peretelui celular, până când toate grupele funcționale relevante sunt deprotonate, favorizând atracția și adsorbția cationilor colorantului. Va fi de așteptat ca anionii să interacționeze mult mai
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
La valoarea optimă a pH-ului stabilită în urma rezultatelor experimentale asupra biosorbției pe biomasa de C. glutamicum a unor coloranți reactivi se observă din Tabelul 4.6 că valoarea lui qm diferă pentru coloranți în funcție de structura lor. Comparativ cu aceștia colorantul bazic Basic Blue 3 (BB3) se reține la un pH optim situat în domeniul bazic, iar qm are o valoare redusă. Deoarece adsorbția colorantului Reactive Orange 16 (RO16) pe biomasa de C. glutamicum a fost puternic influențată de pH, s-
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
se modifică foarte mult comparativ cu picurile 1 și 3. Picul 1 corespunde colorantului original, iar picul 2 intermediarului RO 16. La pH 10,7 înălțimea picului 2 a fost cea mai mare și se poate considera că aproape tot colorantul original a fost convertit la forma intermediară, ulterior în formă hidrolizată. De aceea, înălțimea picului 3 la pH 10,7 a fost mai mică decât la pH 6,37. Biosorbția RO 16 pe biomasa protonată în condiții puternic alcaline este
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
pe biomasa protonată în condiții puternic alcaline este datorată grupelor hidroxil ale biomasei, care reacționează cu grupele de vinilsulfonă ale RO 16. Compoziția și caracterul chimic al soluției va afecta nu numai stuctura chimică a suprafeței bacteriene, ci și disocierea coloranților, cu formarea unor specii diferite. pH-ul este un factor esențial în procesul de adsorbție a coloranților deoarece influențează echilibrele acido- bazice la care participă colorantul. 4.3.5. Bioacumularea Se poate remarca un comportament diferit al microorganismelor viabile în raport cu
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de vinilsulfonă ale RO 16. Compoziția și caracterul chimic al soluției va afecta nu numai stuctura chimică a suprafeței bacteriene, ci și disocierea coloranților, cu formarea unor specii diferite. pH-ul este un factor esențial în procesul de adsorbție a coloranților deoarece influențează echilibrele acido- bazice la care participă colorantul. 4.3.5. Bioacumularea Se poate remarca un comportament diferit al microorganismelor viabile în raport cu diverși coloranți, care variază de la adsorbția propriu zisă ca unic proces de decolorare la biosorbția coloranților ca
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
al soluției va afecta nu numai stuctura chimică a suprafeței bacteriene, ci și disocierea coloranților, cu formarea unor specii diferite. pH-ul este un factor esențial în procesul de adsorbție a coloranților deoarece influențează echilibrele acido- bazice la care participă colorantul. 4.3.5. Bioacumularea Se poate remarca un comportament diferit al microorganismelor viabile în raport cu diverși coloranți, care variază de la adsorbția propriu zisă ca unic proces de decolorare la biosorbția coloranților ca proces intermediar al unei degradări finale enzimatice (Fu și
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]