AbstractNaturally occurring polysac

Abstract

Naturally occurring polysaccharides such as alginic acid and chitosan have

been recognized as one of the most

effective adsorbents to eliminating low levels of heavy metal ions from

waste water stream. The present study intended to use alginic acid and

chitosan simultaneously, which are expected to form a rigid matrix

structure of beads due to electrostatic interaction between carboxyl groups

on alginic acid and amino groups on chitosan, and to prepare alginate–

chitosan hybrid gel beads. This could be achieved for the first time by using

water-soluble chitosan, which wasobtained by deacetylating chitin to 36–

39% degree. The water-soluble chitosan dissolved in water could remain in

solution in the presence of sodium alginate, and the homogeneous solution

of chitosan and alginate was dispensed into a CuCl2 solution to give gel

bead particles. The resultant beads were then reinforced by a cross-linking

reaction of aldehyde groups on glutaraldehyde with amine groups on the

chitosan. The cross-linking reaction made the beads durable under acidic

conditions. The adsorption of Cu(II), Co(II), and Cd(II) on the beads was

significantly rapid and reached at equilibrium within 10 min at 25 _C.

Adsorption isotherms of the metal ions on the beads exhibited

Freundlichand/or Langmuir behavior, contrary to gel beads either of

alginate or chitosan showing a step-wise shape of adsorption isotherm.

1. Introduction

Heavy metal ions must be removed from waste water

streams from mineral operating industries, because they are highly toxic

even at low concentrations. To remove trace levels of heavy metal ions,

adsorption by natural occurring materials is one of the most effective and

low cost methods (Bailey et al., 1999), and utilization of bead particles has

been recognized to have advantages in terms of applicability to a wide

variety of process configurations and reusability for repeated runs.

Alginate, which is a polysaccharide biopolymer composed of varying

compositions of b-1,4 linked Dmannurinicacid (M) and L-guluronic acid

(G), is well known to have a significantly high affinity to divalent

metal ions. On a contact with divalent cations, an alginate solution

causes gelation, which is thought to arise mainly at junctions in the G–G

sequence rich chain region called _egg box junctions’ (Rees and Welsh,

1977).Chitosan (poly-1,4-D-glucosamine), which is another polysaccharide

biopolymer derived from chitin, also has a high affinity for transition

metal ions in a way that the amine groups on chitosan serve as a chelation

site for the metal ions (Yang and Zall, 1984). By using the characteristics,

chitosan gel bead particles are easily prepared by dispensing chitosan

solutions to alkaline media, and the beads obtained after the following

chemical crosslinking reactions were shown to remain a high affinity

for heavy metal ions. On equilibrium adsorption, however,the beads were

clogged with metal ions in the outer sphere and did not fully exhibit their

abilities in a low concentration region of metal ions (Juang and Shao,

2002). This can be attributed to the cramped micropores(Rorrer et al.,

1993), which have initially formed on the gelation event by binding of

amino groups of the _free’ polymers to metal ions, afterward presenting

metal binding sites. The purpose of the present study is to explore novel

sorbents which have a high affinity for heavy metal ions and fully exhibit

their ability in a wide range of metal concentration. To prevent the

formation of cramped micropores accompanying the beads of naturally

occurring biopolymers, we intended to use both alginic acid

and chitosan simultaneously whose oppositely charged functional groups

are expected to restrict the mobility of the polymer chains each other on a

gelation event by their electrostatic interaction and to prepare cross-linked

alginate–chitosan hybrid gel beads for the first time after the covalent

cross-linking reaction by glutaraldehyde. To examine the potential of the

beads as a sorbent for heavy metal ions, adsorption behavior of Cu(II),

Co(II), and Cd(II) is also determined.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทคัดย่อธรรมชาติมี polysaccharides เกิดขึ้นเช่นกรด alginic และไคโตซาน รับรู้เป็นหนึ่งในสุดadsorbents ประสิทธิภาพการกำจัดโลหะหนักกันจากระดับต่ำสุด น้ำเสีย การศึกษามีวัตถุประสงค์เพื่อใช้ alginic กรด และ ไคโตซานพร้อมกัน ซึ่งคาดว่าจะเป็นเมทริกซ์แข็ง โครงสร้างของเม็ดเนื่องจากงานการโต้ตอบระหว่างกลุ่ม carboxyl alginic กรดและกลุ่มอะมิโน ในไคโตซาน และ การเตรียมแอลจิเนต –ไคโตซานผสมเจลลูกปัด นี้ที่สามารถทำได้เป็นครั้งแรก โดยใช้ ที่ wasobtained โดย deacetylating ไคทินการ 36 – ไคโตซานที่ละลายในระดับปริญญา 39% ไคโตซานที่ละลายในที่ละลายในน้ำอาจอยู่ใน โซลูชันในต่อหน้าของโซเดียมแอลจิเนต และโซลูชั่นเป็นเนื้อเดียวกัน ไคโตซานและแอลจิเนตมีคำเป็นโซลูชัน CuCl2 ให้เจ ลูกปัดอนุภาค เม็ดผลแก่ได้แล้วเสริม ด้วยการ cross-linking ปฏิกิริยาของกลุ่มแอลดีไฮด์ glutaraldehyde มีกลุ่ม amine ไคโตซาน ปฏิกิริยา cross-linking ทำลูกปัดคงทนภายใต้เปรี้ยว เงื่อนไขการ ถูกดูดซับของ Cu(II), Co(II) และ Cd(II) ในเม็ด อย่างมีนัยสำคัญอย่างรวดเร็ว แล้วเดินที่สมดุลภายใน 10 นาทีที่ 25 _C จัดแสดง isotherms ดูดซับของประจุโลหะบนเม็ด Freundlichand / หรือพฤติกรรม Langmuir ขัดต่อเจลูกปัดอย่างใดอย่างหนึ่ง แอลจิเนตหรือแสดงรูป step-wise isotherm ดูดซับของไคโตซาน1. บทนำต้องเอาประจุของโลหะหนักจากน้ำเสียกระแสจากแร่อุตสาหกรรม ดำเนินงานเพราะเป็นพิษสูง แม้ที่ความเข้มข้นต่ำ การติดตามระดับของประจุของโลหะหนัก เอาออก ดูดซับตามธรรมชาติที่เกิดขึ้นเป็นหนึ่งในที่มีประสิทธิภาพสูงสุด และ วิธีการต้นทุนต่ำ (Bailey et al., 1999), และการใช้ประโยชน์ของอนุภาคลูกปัดได้ รับรู้จะมีประโยชน์ในแง่ของความเกี่ยวข้องของการเป็น ความหลากหลายของกระบวนการตั้งค่าคอนฟิกและ reusability สำหรับทำงานซ้ำ ๆแอลจิเนต polysaccharide biopolymer ซึ่งประกอบแตกต่างกัน องค์ b 1,4 เชื่อมโยง Dmannurinicacid (M) และ L guluronic กรด (G) เป็นที่รู้จักมีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญสูงให้ divalentประจุโลหะ ในการติดต่อกับ divalent เป็นของหายาก ในโซลูชันแอลจิเนต ทำให้ gelation ซึ่งเป็นความคิดที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่ที่ junctions ใน G-G ลำดับโซ่หลากหลายภูมิภาคที่เรียกว่า _egg กล่อง junctions' (รีส์และเวลช์ 1977)ไคโตซาน (โพลี-1,4-D-glucosamine), ซึ่งเป็น polysaccharide ที่อื่น มาจากไคทิน biopolymer มียุ่งสำหรับเปลี่ยน ประจุโลหะที่กลุ่ม amine บนไคโตซานทำหน้าที่เป็นการ chelation เว็บไซต์สำหรับประจุโลหะ (ยางและ Zall, 1984) โดยใช้ลักษณะอนุภาคไคโตซานเจลลูกปัดจะเตรียมง่าย ๆ โดยมหาศาลไคโตซาน โซลูชั่นสื่อด่าง และลูกปัดที่ได้หลังจากต่อไปนี้ ปฏิกิริยาเคมี crosslinking ก็แสดงยังคง ความสัมพันธ์สูงสำหรับโลหะหนักกัน ในสมดุลดูดซับ ไร ปัดได้ อุดตัน มีประจุโลหะเรื่องภายนอก และทำไม่แสดงเต็มตัว ความสามารถในภูมิภาคความเข้มข้นต่ำสุดของโลหะประจุ (Juang และเสียว2002) ได้ซึ่งสามารถเกิดจาก micropores แคบ (Rorrer et al., 1993), ซึ่งได้เริ่มก่อตั้งขึ้นในเหตุการณ์ gelation โดยรวม _free ในกลุ่มอะมิโน ' โพลิเมอร์เพื่อประจุโลหะ หลังจากนั้นนำเสนอ โลหะรวมไซต์ วัตถุประสงค์ของการศึกษาปัจจุบันจะสำรวจนิยายแสดง sorbents ซึ่งมีความสัมพันธ์สูงประจุของโลหะหนัก และเต็ม ความสามารถในความหลากหลายของความเข้มข้นของโลหะ เพื่อป้องกันการ ก่อตัวของ micropores แคบพร้อมลูกปัดของธรรมชาติ เกิด biopolymers เราต้องการใช้กรดทั้ง alginicและไคโตซานกันที่ oppositely คิดกลุ่มทำงาน คาดว่าจะจำกัดการเคลื่อนไหวของโซ่พอลิเมอร์อื่นในการ cross-linked gelation เหตุการณ์ โดยการโต้ตอบของไฟฟ้าสถิต และ การเตรียมแอลจิเนต – ไคโตซานผสมเจลลูกปัดครั้งแรกหลังจาก covalent cross-linking ปฏิกิริยา โดย glutaraldehyde การตรวจสอบศักยภาพของการ ลูกปัดเป็นตัวดูดซับสำหรับโลหะหนักประจุ พฤติกรรมการดูดซับของ Cu(II) Co(II) และ Cd(II) นอกจากนี้ยังกำหนด

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทคัดย่อpolysaccharides เกิดขึ้นตามธรรมชาติเช่นกรด alginic และไคโตซานที่ได้รับการยอมรับว่าเป็นหนึ่งในที่สุดที่มีประสิทธิภาพในการดูดซับการขจัดระดับต่ำของไอออนของโลหะหนักจากกระแสน้ำเสีย การศึกษาครั้งนี้ตั้งใจจะใช้กรด alginic และไคโตซานพร้อมกันซึ่งคาดว่าจะในรูปแบบเมทริกซ์แข็งโครงสร้างของลูกปัดเนื่องจากการปฏิสัมพันธ์ไฟฟ้าสถิตระหว่างกลุ่ม carboxyl กรด alginic และกลุ่มอะมิโนในไคโตซานและเพื่อเตรียมความพร้อม alginate- ไฮบริดเจลไคโตซานลูกปัด นี้จะประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรกโดยใช้ไคโตซานที่ละลายน้ำซึ่ง wasobtained โดย deacetylating ไคตินไป 36- 39 องศา% ไคโตซานที่ละลายน้ำละลายในน้ำจะยังคงอยู่ในการแก้ปัญหาในการปรากฏตัวของอัลจิเนตโซเดียมและวิธีการแก้ปัญหาที่เป็นเนื้อเดียวกันของไคโตซานและอัลจิเนตถูกจ่ายเป็นวิธีการแก้ปัญหา CuCl2 เพื่อให้เจลอนุภาคลูกปัด ลูกปัดผลถูกเสริมแล้วโดยเชื่อมโยงข้ามปฏิกิริยาของกลุ่มลดีไฮด์ใน glutaraldehyde กับกลุ่มเอมีนในไคโตซาน ปฏิกิริยาข้ามเชื่อมโยงทำลูกปัดทนทานภายใต้ความเป็นกรดเงื่อนไข การดูดซับของ Cu (II), Co (II) และ Cd (II) ในลูกปัดเป็นอย่างมีนัยสำคัญได้อย่างรวดเร็วและถึงที่สมดุลภายใน 10 นาทีที่ 25 _C. ดูดซับ isotherms ของไอออนโลหะลูกปัดแสดงFreundlichand / หรือพฤติกรรม Langmuir ตรงกันข้ามกับลูกปัดเจลทั้งอัลจิเนตหรือไคโตซานแสดงรูปร่างขั้นตอนที่ชาญฉลาดของปริมาณซีโอไลต์. 1 บทนำไอออนของโลหะหนักจะต้องออกจากน้ำเสียจากอุตสาหกรรมลำธารปฏิบัติการแร่เพราะพวกเขามีความเป็นพิษสูงแม้ในความเข้มข้นต่ำ ในการลบระดับร่องรอยของไอออนของโลหะหนัก, การดูดซับด้วยวัสดุธรรมชาติที่เกิดขึ้นเป็นหนึ่งในมีประสิทธิภาพมากที่สุดและวิธีการที่ต้นทุนต่ำ (เบลีย์ et al., 1999) และการใช้ประโยชน์ของอนุภาคลูกปัดได้รับการยอมรับที่จะมีข้อได้เปรียบในแง่ของการบังคับใช้เพื่อ กว้างหลากหลายของการกำหนดค่าขั้นตอนและสามารถนำมาใช้สำหรับการทำงานซ้ำ. แอลจิเนตซึ่งเป็น biopolymer polysaccharide แตกต่างกันประกอบด้วยองค์ประกอบของ B-1,4 เชื่อมโยง Dmannurinicacid (M) และกรด L-guluronic (G) เป็นที่รู้จักกันดีที่จะมีสูงอย่างมีนัยสำคัญ ความใกล้ชิดที่จะ divalent ไอออนโลหะ เมื่อสัมผัสกับ divalent ไพเพ, อัลจิเนตโซลูชั่นที่ทำให้เกิดเจลซึ่งเป็นความคิดที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่ที่ทางแยกใน G-G ลำดับภูมิภาคที่อุดมไปด้วยโซ่ที่เรียกว่าแยกกล่อง _egg '(รีสและเวลส์1977) .Chitosan (โพลี 1,4 -D-กลูโคซา) ซึ่งเป็น polysaccharide อื่นbiopolymer มาจากไคตินยังมีความสัมพันธ์กันสูงสำหรับการเปลี่ยนแปลงโลหะไอออนในวิธีการที่กลุ่มเอมีนในไคโตซานทำหน้าที่เป็นยาขับเว็บไซต์สำหรับไอออนโลหะ (ยางและ Zall, 1984) โดยใช้ลักษณะของอนุภาคลูกปัดเจลไคโตซานที่มีการจัดทำอย่างง่ายดายโดยจ่ายไคโตซานการแก้ปัญหาเพื่อสื่อด่างและลูกปัดที่ได้รับหลังจากการดังต่อไปนี้ปฏิกิริยาเชื่อมขวางสารเคมีที่ได้รับการแสดงให้เห็นว่ายังคงมีความสัมพันธ์กันสูงสำหรับไอออนของโลหะหนัก ในการดูดซับความสมดุล แต่ลูกปัดที่ถูกอุดตันด้วยไอออนของโลหะในวงด้านนอกและไม่เต็มของพวกเขาแสดงความสามารถในภูมิภาคเข้มข้นต่ำของโลหะไอออน (Juang และ Shao, 2002) นี้สามารถนำมาประกอบกับ micropores แคบ (Rorrer et al., 1993) ซึ่งได้เกิดขึ้นครั้งแรกในกรณีที่เจโดยผูกพันของกลุ่มอะมิโนของ _free 'โพลีเมอไอออนโลหะหลังจากนั้นนำเสนอเว็บไซต์ที่มีผลผูกพันโลหะ วัตถุประสงค์ของการศึกษาครั้งนี้คือการสำรวจนวนิยายดูดซับที่มีความสัมพันธ์กันสูงสำหรับไอออนของโลหะหนักและเต็มแสดงความสามารถของพวกเขาในช่วงกว้างของความเข้มข้นของโลหะ เพื่อป้องกันการก่อตัวของ micropores คับแคบประกอบลูกปัดของธรรมชาติที่เกิดขึ้นโพลิเมอร์จากธรรมชาติที่เราตั้งใจจะใช้ทั้งกรด alginic และไคโตซานพร้อมกันที่มีการเรียกเก็บเงินอยู่ตรงข้ามการทำงานเป็นกลุ่มที่คาดว่าจะ จำกัด การเคลื่อนไหวของโซ่ลิเมอร์แต่ละอื่น ๆ ในกรณีที่เจโดยปฏิสัมพันธ์ไฟฟ้าสถิตของพวกเขา และเพื่อเตรียมความพร้อม cross-linked อัลจิเนตไคโตซานเม็ดเจลไฮบริดเป็นครั้งแรกหลังจากที่โควาเลนต์ปฏิกิริยาข้ามการเชื่อมโยงโดย glutaraldehyde เพื่อตรวจสอบศักยภาพของลูกปัดเป็นตัวดูดซับไอออนโลหะหนักพฤติกรรมการดูดซับของ Cu (II), Co (II) และ Cd (II) นอกจากนี้ยังมีความมุ่งมั่น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

นามธรรม

เกิดขึ้นตามธรรมชาติ polysaccharides เช่นกรด Alginic และไคโตซานได้

ได้รับการยอมรับว่าเป็นหนึ่งในมีประสิทธิภาพมากที่สุด

กับระดับต่ำของการดูดซับไอออนโลหะหนักออกจาก

เสียน้ำลำธาร การศึกษามีวัตถุประสงค์เพื่อใช้กรด Alginic และ

ไคโตซานพร้อมกัน ซึ่งคาดว่าเป็นรูป

งวดเมทริกซ์โครงสร้างของเม็ดเนื่องจากแรงดึงดูดทางไฟฟ้าระหว่างหมู่คาร์บอกซิ

ในกรด Alginic และกลุ่มอะมิโนในไคโตซาน และเตรียม alginate )

เจลไคโตซานผสมลูกปัด นี้อาจจะประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรกด้วย

ละลายไคโตซาน ไคติน ซึ่งโดยการ deacetylating 36 และ 39 %

. . ไคโตซานละลายที่ละลายในน้ำจะอยู่ใน

โซลูชั่นในการปรากฏตัวของโซเดียมอัลจิเนต และเป็นโซลูชั่น

ไคโตซานและแอลก็จ่ายเป็น cucl2 โซลูชั่นเพื่อให้เจล

ลูกปัด อนุภาค ซึ่งเป็นลูกปัดแล้วเสริมโดยแรง

ปฏิกิริยาของอัลดีไฮด์กลุ่มกลูตาราลดีไฮด์กับเอมีนในกลุ่ม

ไคโตซาน ปฏิกิริยาที่แรงทำให้ลูกปัดเปรี้ยว

ทนทานภายใต้เงื่อนไขการดูดซับของ Cu ( II ) , โคบอลต์ ( II ) และซีดี ( 2 ) ลูกปัดถูก

อย่างรวดเร็วและถึงระดับที่สมดุลภายใน 10 นาทีที่ 25 _c

ไอโซเทอมการดูดซับของโลหะไอออนในลูกปัด )

freundlichand / หรือตัวอย่างพฤติกรรมที่ขัดกับเจลเหมือนกัน
ลูกปัด
เนตไคโตซานขั้นปัญญาหรือแสดงรูปร่างของไอโซเทอมการดูดซับ

1

แนะนำไอออนโลหะหนักจะถูกลบออกจากน้ำทิ้งจากอุตสาหกรรมแร่

กระแสระบบปฏิบัติการเพราะพวกเขามีความเป็นพิษสูง

แม้ในระดับความเข้มข้นต่ำ เอาระดับร่องรอยของไอออนโลหะหนัก

การดูดซับโดยวัสดุธรรมชาติที่เกิดขึ้นเป็นหนึ่งในมีประสิทธิภาพมากที่สุด และ

วิธีการที่ต้นทุนต่ํา ( Bailey et al . , 1999 ) , และการใช้อนุภาคลูกแก้ว

ได้รับการยอมรับว่ามีข้อดีในแง่ของการประยุกต์ใช้กับหลากหลายความหลากหลายของค่า

และกระบวนการที่ใช้สำหรับย้ำวิ่ง

เนต ซึ่งเป็นสารไบโอโพลีเมอร์ประกอบด้วยค่า

องค์ประกอบของ b-1,4 เชื่อมโยง dmannurinicacid ( M ) และ l-guluronic กรด

( G ) เป็นที่รู้จักกันดีมีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติสูง กับไอออนโลหะ

ขนาด .ในการติดต่อกับกันเชอ , อัลจิเนตโซลูชั่น

สาเหตุเจลาตินซึ่งเป็นความคิดที่จะเกิดขึ้นส่วนใหญ่ junctions ใน G - G

ลำดับรวยโซ่ภาคเรียกว่า _egg กล่องแยก ( รีส และเวลส์

1977 ) ไคโตซาน ( poly-1,4-d-glucosamine ) ซึ่งเป็นพอลิแซ็กคาไรด์

อีกแบบที่ได้มาจากไคตินนอกจากนี้มี affinity สูงสำหรับการเปลี่ยน

ไอออนโลหะในทางที่กลุ่มเอมีนบนไคโตซานเป็นเว็บไซต์

chelation สำหรับไอออนโลหะ ( ยางและ zall , 1984 ) โดยการใช้คุณลักษณะ

เจลไคโตซานที่เตรียมได้ง่าย โดยการปัดอนุภาคไคโตซาน

แก้ไขไม้นิ้ว และลูกปัดที่ได้รับหลังจากต่อไปนี้

เคมีทำปฏิกิริยาปฏิกิริยาแสดงยังคงสูงต่อ

สำหรับไอออนโลหะหนัก .การดูดซับ , สมดุลแต่ลูกปัดถูก

อุดตันกับโลหะไอออนในภายนอกทรงกลมและไม่ได้อย่างเต็มที่จัดแสดงของพวกเขา

ความสามารถในความเข้มข้นต่ำ เขตของโลหะไอออน ( จ้วงและ Shao

, 2002 ) นี้สามารถนำมาประกอบกับ micropores คับแคบ ( rorrer et al . ,

1993 ) ซึ่งได้เริ่มก่อตั้งขึ้นในเจลาตินเหตุการณ์โดยรวมของ

หมู่อะมิโนของ _free ' โพลิเมอร์กับไอออนโลหะ หลังจากนั้นเสนอ

โลหะรวมเว็บไซต์ การวิจัยครั้งนี้เพื่อศึกษานวนิยาย

ด้วยซึ่งมีสูง affinity สำหรับไอออนโลหะหนักและเต็มแสดง

ความสามารถของพวกเขาในช่วงกว้างของโลหะที่ใช้ เพื่อป้องกันการเกิดตะคริว micropores

ประกอบลูกปัดธรรมชาติ

โปรตีนที่เกิดขึ้น ,เราตั้งใจจะใช้ทั้งของหวาน

และไคโตซานที่มีหมู่ฟังก์ชันพร้อมกันในทางตรงข้ามกันค่า

คาดว่าจะ จำกัด การเคลื่อนไหวของพอลิเมอร์โซ่กัน

เจลาตินเหตุการณ์ของไฟฟ้าสถิต ปฏิสัมพันธ์ และเตรียมเชื่อมโยง

แอล–ไคโตซานผสมเจล ลูกปัดเป็นครั้งแรกหลังการ

แรงปฏิกิริยา ด้วยกลูตารัลดีไฮด์ .เพื่อศึกษาศักยภาพของ

ลูกปัดเป็นตัวดูดซับไอออนโลหะหนัก , พฤติกรรมการดูดซับของ Cu ( II )

CO ( 2 ) ซีดี ( 2 ) ยังได้กำหนดไว้