3.4. Adsorption on modified biopoly

3.4. Adsorption on modified biopolymers and hydrogels

Biopolymers are industrially attractive because they are, capable of lowering transition metal ion concentrations to sub-part per billion concentrations, widely available, and environmentally safe. Another attractive feature of biopolymers is that they posses a number of different functional groups, such as hydroxyls and amines, which increase the efficiency of metal ion uptake and the maximum chemical loading possibility. New polysaccharide-based-materials were described as modified biopolymer adsorbents (derived from chitin, chitosan, and starch) for the removal of heavy metals from the wastewater (Table 4). There are two main ways for preparation of sorbents containing polysaccharides: (a) crosslinking reactions, a reaction between the hydroxyl or amino groups of the chains with a coupling agent to form water-insoluble crosslinked networks (gels); (b) immobilization of polysaccharides on insoluble supports by coupling or grafting reactions in order to give hybrid or composite materials (Crini, 2005). Chitin is a naturally abundant mucopolysaccharide extracted from crustacean shells, which are waste products of seafood processing industries. Chitosan, which can be formed by deacetylation of chitin, is the most important derivative of chitin. Chitosan in partially converted crab shell waste is a powerful chelating agent and interacts very efficiently with transition metal ions (Pradhan, 2005). Recently other modified chitosan beads were proposed for diffusion of metal ions through crosslinked chitosan membranes (Lee et al., 2001). The excellent saturation sorption capacity for Cu(II) with the crosslinked chitosan beads was achieved at pH 5. Liu et al. (2003) prepared new hybrid materials that adsorb transition metal ions by immobilizing chitosan on the surface of non-porous glass beads. Column chromatography on the resulting glass beads revealed that they have strong affinities to Cu(II), Fe(III) and Cd(II). Yi et al. (2003) proposed the use of chitosan derivatives containing crown ether. The materials had high adsorption capacity for Pb(II), Cr(III), Cd(II) and Hg(II). The materials can be regenerated and their selectivity properties were better than crosslinked chitosan without crown ether. The sorption mechanism of polysaccharide-based-materials is different from those of other conventional adsorbents. These mechanisms are complicated because they implicate the presence of different interactions. Metal complexation by chitosan may thus involve two different mechanisms (chelation versus ion exchange) depending on the pH since this parameter may affect the protonation of the macromolecule (Crini, 2005). Chitosan is characterized by its high percentage of nitrogen, present in the form of amine groups that are responsible for metal ion binding through chelation mechanisms. Amine sites are the main reactive groups for metal ions though hydroxyl groups, especially in the C-3 position, and they may contribute to adsorption. However, chitosan is also a cationic polymer and its pKa ranges from 6.2 to 7. Thereby, in acidic solutions it is protonated and possesses electrostatic properties. Thus, it is also possible to sorb metal ions through anion exchange mechanisms. Sorbent materials containing immobilized thiacrown ethers were prepared by immobilizing the ligands into sol–gel matrix ( Saad et al., 2006). The competitive sorption characteristics of a mixture of Zn(II), Cd(II), Co(II), Mn(II), Cu(II), Ni(II), and Ag(I) were studied. The results revealed that the thiacrown ethers exhibit highest selectivity toward Ag(I).

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

3.4 การดูดซับบน biopolymers แก้ไขและ hydrogelsBiopolymers เสน่ห์ทัดเป็น เพราะพวกเขามี ความสามารถในการลดความเข้มข้นของไอออนโลหะเปลี่ยนไปส่วนย่อยต่อความเข้มข้นพันล้าน จำหน่าย และสิ่งแวดล้อม อีกคุณสมบัติที่น่าสนใจของ biopolymers คือจะ posses ของกลุ่มงานต่าง ๆ เช่นทในและเอมีน ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพในการดูดซึมไอออนโลหะและสารเคมีสูงสุดที่โหลดไปได้ Polysaccharide-ใช้วัสดุใหม่ถูกอธิบายไว้เป็นเมอร์ปรับ adsorbents (มา จากไคทิน ไคโตซาน แป้ง) สำหรับกำจัดโลหะหนักจากน้ำเสีย (ตาราง 4) มีสองวิธีสำหรับเตรียม sorbents ประกอบด้วยแซ็ก: (a) crosslinking ปฏิกิริยา ปฏิกิริยาระหว่างไฮดรอกหรือกลุ่มอะมิโนโซ่กับตัวแทนของการเชื่อมต่อระบบเครือข่ายละลายน้ำกระแทกแบบฟอร์ม (เจ); (ข) ตรึงของแซ็กในสนับสนุนที่ไม่ละลายน้ำโดยการเชื่อมต่อ หรือการปลูกถ่ายอวัยวะปฏิกิริยาเพื่อให้วัสดุผสมหรือคอมโพสิต (Crini, 2005) ไคทินเป็น mucopolysaccharide อุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติที่สกัดจากเปลือกหอยครัสเตเชียน ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ของเสียอุตสาหกรรมการประมวลผลอาหารทะเล ไคโตซาน ซึ่งสามารถเกิดขึ้น โดย deacetylation ของไคทิน เป็นอนุพันธ์ที่สำคัญที่สุดของไคทิน ไคโตซานในแปลงบางส่วนปูเปลือกเสียนเป็นสารที่มีประสิทธิภาพ และการโต้ตอบอย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยไอออนของโลหะทรานซิชัน (ดาน 2005) เมื่อเร็ว ๆ นี้ ลูกปัดอื่น ๆ แก้ไขไคโตซานได้เสนอการกระจายของโลหะไอออนผ่านเยื่อไคโตซานกระแทก (Lee et al. 2001) ความจุของการดูดซับความเข้มที่ยอดเยี่ยมสำหรับ Cu(II) กับเม็ดไคโตซานกระแทกสำเร็จที่ pH 5 Liu et al. (2003) เตรียมวัสดุผสมใหม่ที่ชื้นไอออนโลหะทรานซิชัน โดย immobilizing ไคโตซานบนผิวของลูกปัดแก้วที่ไม่มีรูพรุน คอลัมน์ chromatography บนลูกปัดแก้วได้เปิดเผยว่า พวกเขามีแรง affinities Cu(II), Fe(III) และ Cd(II) Yi et al. (2003) เสนอการใช้อนุพันธ์ไคโตซานที่ประกอบด้วยคราวน์อีเทอร์ วัสดุที่มีความจุการดูดซับสูง Pb(II), Cr(III), Cd(II) และ Hg(II) วัสดุสามารถสร้างใหม่ และคุณสมบัติของพวกเขาวิธีดีกว่าไคโตซานกระแทกโดยคราวน์อีเทอร์ กลไกการดูดซับของ polysaccharide ใช้วัสดุจะแตกต่างจากของ adsorbents อื่น ๆ ทั่วไป กลไกเหล่านี้มีความซับซ้อนเนื่องจากพวกเขาอ้างอิงของการโต้ตอบต่าง ๆ Complexation โลหะ โดยไคโตซานอาจเกี่ยวข้องกับกลไกที่แตกสอง (ธาตุรวมและแลกเปลี่ยนไอออน) ขึ้นอยู่กับค่า pH ดังนั้นเนื่องจากพารามิเตอร์นี้อาจมีผลต่อ protonation ของสมควร (Crini, 2005) ไคโตซานคือลักษณะของเปอร์เซ็นต์สูงสุดของไนโตรเจน อยู่ในรูปของกลุ่มมีนที่รับผิดชอบสำหรับไอออนโลหะรวมถึงธาตุรวมกลไก เว็บไซต์มีนหลักปฏิกิริยากลุ่มสำหรับไอออนโลหะแต่กลุ่มไฮดรอก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในตำแหน่ง C-3 และพวกเขาอาจจะดูดซับได้ อย่างไรก็ตาม ไคโตซานที่ตั้งเมอร์ cationic และช่วงของ pKa จาก 6.2 เป็น 7 จึง ในกรด เป็น protonated และครอบครองคุณสมบัติไฟฟ้าสถิต ดังนั้น ก็ยังสามารถ sorb ไอออนโลหะผ่านกลไกการแลกเปลี่ยนไอออน วัสดุดูดซับที่ประกอบด้วยตรึง thiacrown ethers ณ immobilizing ligands ที่เป็นเมทริกซ์ – ลเจ (สะอัด et al. 2006) ได้ศึกษาการดูดซับแข่งขันลักษณะของส่วนผสมของ Zn(II), Cd(II), Co(II), Mn(II), Cu(II), Ni(II) และ Ag(I) ผลการเปิดเผยว่า thiacrown ethers มีวิธีสูงสุดต่อ Ag(I)

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

3.4 การดูดซับพลาสติกชีวภาพแก้ไขและไฮโดรเจลBiopolymers เป็นอุตสาหกรรมที่น่าสนใจเพราะพวกเขามีความสามารถในการลดความเข้มข้นของไอออนโลหะทรานซิย่อยส่วนต่อพันล้านเข้มข้นใช้ได้อย่างกว้างขวางและปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม คุณสมบัติอื่นที่น่าสนใจของพลาสติกชีวภาพคือว่าพวกเขา posses จำนวนของกลุ่มการทำงานที่แตกต่างกันเช่น hydroxyls และเอมีนซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพในการดูดซึมของไอออนโลหะและความเป็นไปได้ในการโหลดเคมีสูงสุด polysaccharide ตามวัสดุใหม่ที่ถูกอธิบายว่าเป็นตัวดูดซับ biopolymer ปรับเปลี่ยน (มาจากไคตินไคโตซานและแป้ง) สำหรับการกำจัดโลหะหนักจากน้ำเสีย (ตารางที่ 4) มีสองวิธีหลักในการจัดทำกระบวนการดูดซึมที่มี polysaccharides คือปฏิกิริยา (ก) เชื่อมขวางปฏิกิริยาระหว่างไฮดรอกหรืออะมิโนกลุ่มโซ่กับตัวแทนการมีเพศสัมพันธ์ในรูปแบบที่ไม่ละลายน้ำเครือข่ายเชื่อมขวาง (เจล); (ข) การตรึง polysaccharides ในการสนับสนุนที่ไม่ละลายน้ำโดยการมีเพศสัมพันธ์หรือการปลูกถ่ายอวัยวะปฏิกิริยาเพื่อที่จะให้ไฮบริดหรือคอมโพสิต (Crini 2005) ไคตินเป็น mucopolysaccharide อุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติที่สกัดจากเปลือกกุ้งซึ่งเป็นของเสียของอุตสาหกรรมแปรรูปอาหารทะเล ไคโตซานซึ่งสามารถเกิดขึ้นจากสิกของไคตินเป็นอนุพันธ์ที่สำคัญที่สุดของไคติน ไคโตซานในแปลงบางส่วนเสียเปลือกปูเป็นตัวแทนคีเลตที่มีประสิทธิภาพและมีปฏิสัมพันธ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกับไอออนโลหะทราน (พรัด 2005) เมื่อเร็ว ๆ นี้อื่น ๆ ลูกปัดไคโตซานที่แก้ไขถูกเสนอสำหรับการแพร่กระจายของโลหะไอออนผ่านเยื่อเชื่อมขวางไคโตซาน (Lee et al., 2001) ความจุความอิ่มตัวของการดูดซับที่ดีเยี่ยมสำหรับ Cu (II) กับลูกปัดไคโตซานเชื่อมขวางก็ประสบความสำเร็จที่ pH 5 หลิว et al, (2003) เตรียมวัสดุไฮบริดใหม่ที่ดูดซับไอออนโลหะการเปลี่ยนแปลงโดยการตรึงไคโตซานบนพื้นผิวของลูกปัดแก้วที่ไม่ใช่มีรูพรุน คอลัมน์ในที่เกิดลูกปัดแก้วเผยให้เห็นว่าพวกเขามีความพอใจที่แข็งแกร่งในการ Cu (II), เฟ (III) และ CD (II) ยี่, et al (2003) ได้เสนอการใช้ไคโตซานที่มีอนุพันธ์อีเทอร์มงกุฎ วัสดุที่มีความสามารถในการดูดซับสูงสำหรับ Pb (II) โครเมียม (III), CD (II) และปรอท (II) วัสดุที่สามารถนำมาสร้างใหม่และคุณสมบัติการเลือกของพวกเขาได้ดีกว่าไคโตซานเชื่อมขวางโดยไม่ต้องอีเทอร์มงกุฎ กลไกการดูดซับของ polysaccharide ตามวัสดุที่แตกต่างจากที่ของตัวดูดซับทั่วไปอื่น ๆ กลไกเหล่านี้มีความซับซ้อนเพราะพวกเขามีส่วนร่วมการปรากฏตัวของการสื่อสารที่แตกต่างกัน เชิงซ้อนโลหะโดยไคโตซานจึงอาจเกี่ยวข้องกับสองกลไกที่แตกต่างกัน (Chelation เมื่อเทียบกับการแลกเปลี่ยนไอออน) ขึ้นอยู่กับค่า pH ตั้งแต่พารามิเตอร์นี้อาจมีผลต่อโปรตอนของโมเลกุล (ที่ Crini 2005) เดอะ ไคโตซานเป็นลักษณะเปอร์เซ็นต์สูงของไนโตรเจนอยู่ในรูปแบบของกลุ่มเอมีนที่มีความรับผิดชอบสำหรับโลหะไอออนผูกพันผ่านกลไกขับ เว็บไซต์ Amine เป็นกลุ่มปฏิกิริยาหลักสำหรับโลหะไอออนแม้ว่ากลุ่มไฮดรอกโดยเฉพาะอย่างยิ่งในตำแหน่ง C-3 และพวกเขาอาจนำไปสู่การดูดซับ อย่างไรก็ตามไคโตซานยังเป็นโพลิเมอร์ประจุบวกและ pKa ของมันมีตั้งแต่ 6.2 ถึง 7 ดังนั้นในการแก้ปัญหาที่เป็นกรดมันเป็นโปรตอนและมีคุณสมบัติไฟฟ้าสถิต ดังนั้นมันก็ยังเป็นไปได้ที่จะ Sorb โลหะไอออนผ่านกลไกการแลกเปลี่ยนไอออน วัสดุดูดซับบรรจุตรึง thiacrown อีเทอร์ถูกจัดทำขึ้นโดยตรึงแกนด์เข้าไปในโซลเจลเมทริกซ์ (ซาด et al., 2006) ลักษณะการดูดซับการแข่งขันของส่วนผสมของธาตุสังกะสี (II) แคดเมียม (II), Co (II), Mn (II), Cu (II), Ni (II) และ AG (I) การศึกษา ผลการศึกษาพบว่าอีเทอร์ thiacrown แสดงหัวกะทิสูงสุดไปยัง AG (I)