PL226584B1 - Funkcjonalne biosorbenty typu nośnik mineralny MO‑SiO2‑lignina oraz sposób ich otrzymywania - Google Patents
Funkcjonalne biosorbenty typu nośnik mineralny MO‑SiO2‑lignina oraz sposób ich otrzymywaniaInfo
- Publication number
- PL226584B1 PL226584B1 PL404658A PL40465813A PL226584B1 PL 226584 B1 PL226584 B1 PL 226584B1 PL 404658 A PL404658 A PL 404658A PL 40465813 A PL40465813 A PL 40465813A PL 226584 B1 PL226584 B1 PL 226584B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- lignin
- weight
- solution
- sio
- carrier
- Prior art date
Links
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 title claims description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims description 25
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims description 23
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- JQWHASGSAFIOCM-UHFFFAOYSA-M sodium periodate Chemical compound [Na+].[O-]I(=O)(=O)=O JQWHASGSAFIOCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 20
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 14
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 14
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 11
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 3
- MLIWQXBKMZNZNF-KUHOPJCQSA-N (2e)-2,6-bis[(4-azidophenyl)methylidene]-4-methylcyclohexan-1-one Chemical compound O=C1\C(=C\C=2C=CC(=CC=2)N=[N+]=[N-])CC(C)CC1=CC1=CC=C(N=[N+]=[N-])C=C1 MLIWQXBKMZNZNF-KUHOPJCQSA-N 0.000 claims description 2
- QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N Disodium Chemical compound [Na][Na] QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- IHSLHAZEJBXKMN-UHFFFAOYSA-L potassium nitrosodisulfonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)N([O])S([O-])(=O)=O IHSLHAZEJBXKMN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- OQVYMXCRDHDTTH-UHFFFAOYSA-N 4-(diethoxyphosphorylmethyl)-2-[4-(diethoxyphosphorylmethyl)pyridin-2-yl]pyridine Chemical compound CCOP(=O)(OCC)CC1=CC=NC(C=2N=CC=C(CP(=O)(OCC)OCC)C=2)=C1 OQVYMXCRDHDTTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 13
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 12
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 7
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000011173 biocomposite Substances 0.000 description 4
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical group CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 229920005611 kraft lignin Polymers 0.000 description 2
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012691 Cu precursor Substances 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017970 MgO-SiO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001515981 Rainieria Species 0.000 description 1
- 229910003076 TiO2-Al2O3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LRCFXGAMWKDGLA-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;hydrate Chemical compound O.O=[Si]=O LRCFXGAMWKDGLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007777 multifunctional material Substances 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229960004029 silicic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000012686 silicon precursor Substances 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku są funkcjonalne biosorbenty typu nośnik mineralny MO-SiO2-lignina oraz sposób ich otrzymywania, które mają zastosowanie w ochronie środowiska do usuwania zanieczyszczeń nieorganicznych i/lub organicznych.
Konieczność ochrony środowiska oraz względy ekonomiczne spowodowały, że bardzo istotnym zagadnieniem stał się rozwój w wytwarzaniu nowatorskich biosorbentów, które w najbliższym czasie mogą zastąpić powszechnie stosowane materiały sorpcyjne. W ciągu ostatnich lat prowadzono liczne badania nad wykorzystaniem materiałów pochodzenia biologicznego do preparatyki hybrydowych produktów o specyficznych właściwościach fizykochemicznych i użytkowych. Połączenie tego typu materiałów, o unikatowych właściwościach, z innymi materiałami, w tym m.in. nieorganicznymi substancjami mineralnymi, pozwala uzyskać układy o bardzo interesujących parametrach i szerokim spektrum aplikacyjnym. Układy tego typu mogą z powodzeniem być stosowane jako relatywnie tanie wypełniacze polimerów czy selektywne biosorbenty wybranych zanieczyszczeń nieorganicznych i/lub organicznych [G. Telysheva, T. Dizhbite, L. Jashina, A. Andersone, A. Volperts, J. Ponomarenko. Synthesis of lignin-based inorganic/organic hybrid materials favorable for detoxification of ecosystem components. BioRes. 4 (2009) 1276].
Unikatowe właściwości ligniny, w tym przede wszystkim obecność grup funkcyjnych takich jak hydroksylowe, eterowe czy karbonylowe, pozwala na jej względnie łatwe wiązanie z nośnikami mineralnymi. Do grupy takich nośników zalicza się współstrącone tlenki nieorganiczne, które charakteryzują się znacznym rozwinięciem powierzchni właściwej, dużą homogenicznością, stabilnością termiczną i zdefiniowanymi właściwościami elektrokinetycznymi [B. Doua, H. Chenb, Y. Songa, C. Tanb. Synthesis and characterization of heterostructured nanohybrid of MgO-TiO2-Al2O3/montmorillonite. Mater. Chem. Phys. 130 (2011) 63]. Obecność na powierzchni tego typu układów grup hydroksylowych decyduje o ich reaktywności i ułatwia ich wiązanie z liczną grupą związków, w tym także z ligniną [K. Szwarc-Rzepka, B. Marciniec, T. Jesionowski. Immobilization of multifunctional silsesquioxane cage on precipitated silica supports. Adsorption 19 (2013) 483].
Przeprowadzono wiele badań nad oceną organiczno-nieorganicznych układów i uznano, że prace nad tego typu materiałami mogą przynieść korzystne rezultaty, bowiem kompozyty te charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami i znaczną funkcjonalnością [G.J. Copelloa, A.M. Meberta, M. Raineria, M.P. Pesentia, L.E. Diaza, Removal of dyes from water using chitosan hydragei/SiO2 and chitin hydrogel/SiO2 hybrid materials obtained by the sol-gel metod, J. Hazard. Mater. 186 (2011) 932].
W stanie techniki znane jest także zgłoszenie patentowe PL 395391 A1, w którym ujawniono sposób otrzymywania kompozytów krzemionka-lignina, które mają zastosowanie jako adsorbenty oraz wypełniacze polimerów. Dodatkowo w publikacjach [Ł Klapiszewski, M. Mądrawska, T. Jesionowski, Preparation and characterisation of hydrated silica/lignin biocomposites, Physicochem. Probl. Miner. Process. 48 (2012) 463 oraz Ł. Klapiszewski, M. Nowacka, G. Milczarek, T. Jesionowski, Physichocemical and electrokinetic properties of silica/lignin biocomposites, Carbohydr. Polym. 94 (2013) 345] otrzymano I szczegółowo scharakteryzowano biokompozyty krzemionka-lignina, określając ich najważniejsze właściwości fizykochemiczne, dyspersyjno-morfologiczne oraz elektrokinetyczne. Na tej podstawie wnioskowano o potencjalnych możliwościach aplikacyjnych takich układów w roli selektywnych adsorbentów metali szkodliwych dla środowiska oraz proekologicznych napełniaczy polimerowych, a także w elektrochemii w roli efektywnych sensorów i/lub biosensorów.
W literaturze odnaleźć można także pracę, w której autorzy zaproponowali sposób otrzymywania układu tlenkowego MgO-SiO2 klasyczną metodą strącania, co zostało wykonane przy użyciu krzemianu sodu oraz siarczanu(VI) magnezu. Korzystne właściwości fizykochemiczne, elektrokinetyczne oraz morfologiczno-mikrostrukturalne pozwoliły wskazać możliwość zastosowania takich układów w roli potencjalnych sorbentów.
Wszystkie wyszczególnione prace składają się na znany stan techniki, jednakże ze względu na dynamiczny rozwój przemysłu oraz nieustające zapotrzebowanie na wielofunkcyjne materiały, podjęto próbę wytworzenia nowej grupy układów hybrydowych na bazie ligniny i nieorganicznego nośnika mineralnego, o zdefiniowanych właściwościach fizykochemicznych, w tym przede wszystkim określonych parametrach struktury porowatej. Uzyskane w ten sposób materiały, które w aspekcie chemicznym stanowią zupełnie inny, zaawansowany układ mogą być wykorzystane jako nowa grupa funkcjonalnych biosorbentów.
PL 226 584 B1
Istotą wynalazku są funkcjonalne biosorbenty typu nośnik mineralny MO-SiO2-lignina charakteryzujące się tym, że matrycę stanowi nieorganiczny nośnik tlenkowy złożony ze współstrąconych tlenków metali, którymi jako MO, są CaO lub MgO, lub CuO, lub ZnO, lub TiO2, korzystnie MgO lub CuO w ilości 20-40% wagowych, korzystnie 30% wagowych oraz SiO2 w ilości 60-80% wagowych, korzystnie 70% wagowych łączony kolejno z ligniną w ilości 0,5-75% wagowych, korzystnie 20% wagowych w stosunku do nośnika tlenkowego, przy czym do ligniny dodatkowo dodaje się 3-75% wagowych, korzystnie 20% wagowych, w stosunku do nośnika tlenkowego, silnych utleniaczy nitrozodisulfonianu disodu, lub nitrozodisulfonianu dipotasu, lub nadmanganianu potasu, lub nadjodanu sodu, lub nadjodanu potasu, lub ozonu, korzystnie nadjodanu sodu, a sposób ich otrzymywania polega na tym, że układ tlenkowy złożony ze współstrąconych tlenków metali, którymi jako MO, są CaO lub MgO, lub CuO, lub ZnO, lub TiO2 oraz SiO2, otrzymany w wyniku bezpośredniej reakcji prekursorów odpowiednich pierwiastków w wyniku intensywnego mieszania, kolejno filtrowania i przemywania gorącą wodą destylowaną i dalej suszenia konwekcyjnego, modyfikuje się roztworem ligniny w ilości 0,5-75% wagowych, korzystnie 20% wagowych w stosunku do nośnika tlenkowego, gdzie proces modyfikacji polega na sporządzeniu dwóch roztworów wyjściowych tj. roztworu 1 zawierającego ligninę rozpuszczoną w roztworze dioksan:woda w stosunku 9:1 (v/v) i roztworu 2 składającego się z utleniacza rozpuszczonego w wodzie, po czym układ miesza się intensywnie bez dostępu światła, a dalej usuwa rozpuszczalnik i suszy, przy czym proces syntezy nieorganicznego układu tlenkowego, a w dalszej kolejności funkcjonalnego biosorbentu MO-SiO2 - lignina prowadzi się w temperaturze 15-85°C, korzystnie 25°C, a modyfikację nośnika mineralnego ligniną metodą „in situ lub „na sucho.
Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty techniczno-użytkowe:
• otrzymane biosorbenty charakteryzują się nieregularną budową cząstek oraz wąskim zakresem wielkości średnic, • biosorbenty MO-SiO2-lignina pozyskane proponowaną metodą przejawia ją dużą stabilność elektrokinetyczną oraz termiczną, • otrzymane biosorbenty charakteryzują się ponadto dobrze wykształconą strukturą porowatą, • możliwość zastosowania biosorbentów MgO-SiO2-lignina jako materiałów sorpcyjnych umożliwiających proces adsorpcji (np. jonów metali ciężkich, fenolu i jego pochodnych) oraz jako funkcjonalnych biokompozytów w wielu dziedzinach.
Wynalazek w przykładowym wykonaniu został przedstawiony na rysunkach i w tabelach, gdzie fig. 1 przedstawia zdjęcie mikroskopowo-elektronowe biosorbentu MgO-SiO2-lignina, fig. 2 przedstawia na wykresie rozkład wielkości cząstek uwzględniający udział objętościowy, fig. 3 przedstawia zdjęcie mikroskopowo-elektronowe biosorbentu, fig. 4 przedstawia na wykresie rozkład wielkości cząstek uwzględniający udział objętościowy, fig. 5 przedstawia zdjęcie mikroskopowo- elektronowe biosorbentu, fig. 6 przedstawia na wykresie rozkład wielkości cząstek uwzględniający udział objętościowy, fig. 7 przedstawia zdjęcie mikroskopowo-elektronowe biosorbentu MO-SiO2-lignina, fig. 6 przedstawia na wykresie rozkład wielkości cząstek uwzględniający udział objętościowy, fig. 9 przedstawia zdjęcie mikroskopowo-elektronowe biosorbentu, fig. 10 przedstawia na wykresie rozkład wielkości cząstek uwzględniający udział objętościowy, fig. 11 przedstawia zdjęcie mikroskopowo-elektronowe biosorbentu, fig. 12 przedstawia na wykresie rozkład wielkości cząstek uwzględniający udział objętościowy, tabela 1 przedstawia parametry dyspersyjne dla uzyskanego biosorbentu, tabela 2 przedstawia zawartość procentową pierwiastków w pozyskanym produkcie.
Wynalazek ilustrują poniższe przykłady:
P r z y k ł a d I
A. Otrzymywanie nośnika - układu współstrąconych tlenków magnezu i krzemionki w układzie wodnym
Otrzymanie mineralnego nośnika polega na bezpośredniej reakcji prekursorów magnezu i krze3 mu w środowisku wodnym. W tym celu w reaktorze zamieszczono 5 dm3 roztworu siarczanu(VI) magnezu. Układ poddano intensywnemu mieszaniu, w trakcie którego do reaktora, za pomocą pompy pe3 rystaltycznej zadozowano 5 dm3 roztworu krzemianu sodu. Całość procesu trwała 5 h. Otrzymany produkt w dalszej kolejności filtrowano i przemywano gorącą wodą destylowaną. W celu usunięcia resztek wilgoci nośnik mineralny poddano suszeniu konwekcyjnemu w temperaturze 105°C w czasie 24 h.
PL 226 584 B1
B. Sposób modyfikacji
Mineralny nośnik tlenkowy MO-SiO2-lignina poddano procesowi modyfikacji ligniną Krafta. Proces modyfikacji uprzednio wytrąconego nośnika tlenkowego rozpoczęto od sporządzenia dwóch roz3 tworów wyjściowych. Roztwór 1 zawierał 0,15 g ligniny rozpuszczonej w 75 cm3 roztworu dioksan:woda w stosunku 9:1 (v/v). Roztwór 2 (utleniający) składał się z 0,20 g nadjodanu sodu rozpuszczonego 33 w 30 cm3 wody. Następnie roztwór 2 dozowano pompą perystaltyczną z szybkością 1,1 cm3/min do roztworu 1. Układ intensywnie mieszano. Proces utleniania ligniny prowadzono bez dostępu światła. Po zadozowaniu układ dodatkowo mieszano przez około 30 min. W dalszej kolejności, do tak przygotowanej mieszaniny dodano 5 g nośnika tlenkowego, całość mieszano jeszcze przez 1 h. Następnie usunięto rozpuszczalnik na wyparce próżniowej, po czym suszono konwekcyjnie w temperaturze 120°C przez 48 h.
Na fig. 1 przedstawiono zdjęcie mikroskopowo-elektronowe biosorbentu MO-SiO2-lignina otrzymanego w powyższy sposób. Na fig. 2 przedstawiono rozkład wielkości cząstek uwzględniający udział objętościowy, a w tabeli 1 parametry dyspersyjne dla uzyskanego biosorbentu. W tabeli 2 zamieszczono zawartość procentową pierwiastków w pozyskanym produkcie.
P r z y k ł a d II 3
Zastosowano 0,50 g ligniny rozpuszczonej w 75 cm3 roztworu dioksan:woda w stosunku 9:1 3 (v/v) w celu przygotowania roztworu 1 oraz 0,65 g nadjodanu sodu rozpuszczonego w 30 cm3 wody, w celu sporządzenia roztworu 2 (utleniającego). Proces syntezy nośnika mineralnego, a w dalszej kolejności jego modyfikację przeprowadzono jak w przykładzie I.
Na fig. 3 zamieszczono zdjęcie mikroskopowo-elektronowe biosorbentu pozyskanego w powyższy sposób. Na fig. 4 przestawiono rozkład wielkości cząstek uwzględniający udział objętościowy, a w tabeli 1 parametry dyspersyjne biosorbentu MO-SiO2-lignina. W tabeli 2 zaprezentowano zawartość procentową pierwiastków w otrzymanym układzie hybrydowym.
P r z y k ł a d III 3
Użyto 2,50 g ligniny rozpuszczonej w 75 cm3 roztworu dioksan:woda w stosunku 9:1 (v/v) w ce3 lu przygotowania roztworu 1 oraz 3,25 g nadjodanu sodu rozpuszczonego w 30 cm3 wody, w celu sporządzenia roztworu 2 (utleniającego). Proces syntezy nośnika mineralnego, a w dalszej kolejności jego modyfikację przeprowadzono jak w przykładzie I.
Na fig. 5 zamieszczono zdjęcie mikroskopowo-elektronowe biosorbentu pozyskanego w powyższy sposób. Na fig. 6 przestawiono rozkład wielkości cząstek uwzględniający udział objętościowy, a w tabeli 1 parametry dyspersyjne biosorbentu MO-SiO2-lignina. W tabeli 2 zaprezentowano zawartość procentową pierwiastków w otrzymanym układzie hybrydowym.
P r z y k ł a d IV 3
Zastosowano 0,50 g ligniny rozpuszczonej w 75 cm3 roztworu dioksan:woda w stosunku 9:1 (v/v) w celu przygotowania roztworu 1. Proces syntezy nośnika mineralnego, a w dalszej kolejności jego modyfikację roztworem ligniny przeprowadzono jak w przykładzie I, pominięty został natomiast etap aktywacji ligniny.
P r z y k ł a d V 3
Zastosowano 2,50 g ligniny rozpuszczonej w 75 cm3 roztworu dioksan:woda w stosunku 9:1 (v/v) w celu przygotowania roztworu 1. Proces syntezy nośnika mineralnego, a w dalszej kolejności jego modyfikację roztworem ligniny przeprowadzono jak w przykładzie I, pominięty został natomiast etap aktywacji ligniny.
P r z y k ł a d VI
A. Otrzymywanie nośnika - układu współstrąconych tlenków miedzi i krzemionki w układzie wodnym
Otrzymanie mineralnego nośnika polega na bezpośredniej reakcji prekursorów miedzi i krzemu 3 w środowisku wodnym. W tym celu w reaktorze zamieszczono 5 dm3 roztworu siarczanu(VI) miedzi.
Układ poddano intensywnemu mieszaniu, w trakcie którego do reaktora, za pomocą pompy perystal3 tycznej zadozowano 5 dm3 roztworu krzemianu sodu. Całość procesu trwała 5 h. Otrzymany produkt w dalszej kolejności filtrowano i przemywano gorącą wodą destylowaną. W celu usunięcia resztek wilgoci nośnik mineralny poddano suszeniu konwekcyjnemu w temperaturze 105°C w czasie 24 h.
B. Sposób modyfikacji
Mineralny nośnik tlenkowy CuO-SiO2-lignina poddano procesowi modyfikacji ligniną Krata tak samo jak w przykładzie I.
PL 226 584 B1
Na fig. 7 przedstawiono zdjęcie mikroskopowo-elektronowe biosorbentu MgO-SiO2-lignina otrzymanego w powyższy sposób. Na fig. 8 przestawiono rozkład wielkości cząstek uwzględniający udział objętościowy, a w tabeli 1 parametry dyspersyjne dla uzyskanego biosorbentu. W tabeli 2 zamieszczono zawartość procentową pierwiastków w pozyskanym produkcie.
P r z y k ł a d VII 3
Zastosowano 0,50 g ligniny rozpuszczonej w 75 cm3 roztworu dioksan:woda w stosunku 9:1 3 (v/v) w celu przygotowania roztworu 1 oraz 0,65 g nadjodanu sodu rozpuszczonego w 30 cm3 wody, w celu sporządzenia roztworu 2 (utleniającego). Proces syntezy nośnika mineralnego, a w dalszej kolejności jego modyfikację przeprowadzono jak w przykładzie VI.
Na fig. 9 zamieszczono zdjęcie mikroskopowo-elektronowe biosorbentu pozyskanego w powyższy sposób. Na fig. 10 przestawiono rozkład wielkości cząstek uwzględniający udział objętościowy, a w tabeli 1 parametry dyspersyjne biosorbentu MgO-SiO2-lignina. W tabeli 2 zaprezentowano zawartość procentową pierwiastków w otrzymanym układzie hybrydowym.
P r z y k ł a d VIII 3
Użyto 2,50 g ligniny rozpuszczonej w 75 cm3 roztworu dioksan:woda w stosunku 9:1 (v/v) w ce3 lu przygotowania roztworu 1 oraz 3,25 g nadjodanu sodu rozpuszczonego w 30 cm3 wody, w celu sporządzenia roztworu 2 (utleniającego). Proces syntezy nośnika mineralnego, a w dalszej kolejności jego modyfikację przeprowadzono jak w przykładzie VI.
Na fig. 11 zamieszczono zdjęcie mikroskopowo-elektronowe biosorbentu pozyskanego w powyższy sposób. Na fig. 12 przestawiono rozkład wielkości cząstek uwzględniający udział objętościowy, a w tabeli 1 parametry dyspersyjne biosorbentu MgO-SiO2-lignina. W tabeli 2 zaprezentowano zawartość procentową pierwiastków w otrzymanym układzie hybrydowym.
P r z y k ł a d IX
A Otrzymywanie nośnika - układu współstrąconych tlenków magnezu i krzemionki w układzie wodnym
Otrzymanie mineralnego nośnika przeprowadzono jak w przykładzie I.
B. Sposób modyfikacji
Proces modyfikacji nośnika tlenkowego rozpoczęto od sporządzenia dwóch roztworów wyjścio3 wych. Roztwór 1 zawierał 0,50 g ligniny rozpuszczonej w 75 cm3 roztworu dioksan:woda w stosunku 3
9:1 (v/v). Roztwór 2 (utleniający) składał się z 0,65 g nadjodanu sodu rozpuszczonego w 30 cm3 wody.
3
Następnie roztwór 2 dozowano pompą perystaltyczną z szybkością 1,1 cm3/min do roztworu 1. Układ intensywnie mieszano. Proces utleniania ligniny prowadzono bez dostępu światła. Po zadozowaniu układ dodatkowo mieszano przez około 30 min. W dalszej kolejności, tak przygotowaną mieszaninę wprowadzano „in situ” do reaktora, w którym realizowano proces wytrącenia nośnika tlenkowego, całość mieszano jeszcze przez 1 h. Następnie usunięto rozpuszczalnik na wyparce próżniowej, po czym suszono konwekcyjnie w temperaturze 120°C przez 48 h.
P r z y k ł a d X
A. Otrzymywanie nośnika - układu współstrąconych tlenków miedzi i krzemionki w układzie wodnym
Otrzymanie mineralnego nośnika przeprowadzono jak w przykładzie VI.
B. Sposób modyfikacji
Mineralny nośnik tlenkowy CuO-SiO2-lignina poddano procesowi modyfikacji ligniną Krafta tak samo jak w przykładzie IX.
Claims (2)
1. Funkcjonalne biosorbenty typu nośnik mineralny MO-SiO2-lignina, znamienne tym, że matrycę stanowi nieorganiczny nośnik tlenkowy złożony ze współstrąconych tlenków metali, którymi jako MO, są CaO lub MgO, tub CuO, lub ZnO, lub TiO2, korzystnie MgO lub CuO w ilości 20-40% wagowych, korzystnie 30% wagowych oraz SiO; w ilości 80-80% wagowych, korzystnie 70% wagowych łączony kolejno z ligniną w ilości 0,5-75% wagowych, korzystnie 20% wagowych w stosunku do nośnika tlenkowego, przy czym do ligniny dodatkowo dodaje się 3-75% wagowych, korzystnie 20% wagowych, w stosunku do nośnika tlenkowego, silnych utleniaczy nitrozodisulfonianu disodu, lub nitrozodisulfonianu dipotasu, lub nad6
PL 226 584 B1 manganianu potasu, lub nadjodanu sodu, lub nadjodanu potasu, lub ozonu, korzystnie nadjodanu sodu.
2. Sposób otrzymywania funkcjonalnych biosorbentów typu nośnik mineralny MO-SiO2-lignina, znamienny tym, że układ tlenkowy złożony ze współstrąconych tlenków metali, którymi jako MO, są CaO lub MgO, lub CuO, lub ZnO, lub TiO; oraz SiO2, otrzymany w wyniku bezpośredniej reakcji prekursorów odpowiednich pierwiastków w wyniku intensywnego mieszania, kolejno filtrowania i przemywania gorącą wodą destylowaną i dalej suszenia konwekcyjnego, modyfikuje się roztworem ligniny w ilości 0,5-75%, korzystnie 20% wagowych w stosunku do nośnika tlenkowego, gdzie proces modyfikacji polega na sporządzeniu dwóch roztworów wyjściowych tj. roztworu 1 zawierającego ligninę rozpuszczoną w roztworze dioksan:woda w stosunku 9:1 (v/v) i roztworu 2 składającego się z utleniacza rozpuszczonego w wodzie, po czym układ miesza się intensywnie bez dostępu światła, a dalej usuwa rozpuszczalnik i suszy, przy czym proces syntezy nieorganicznego układu tlenkowego, a w dalszej kolejności funkcjonalnego biosorbentu MO-SiO2-lignina prowadzi się w temperaturze 15-85°C, korzystnie 25°C, a modyfikację nośnika mineralnego ligniną metodą „in situ lub „na sucho.
PL 226 584 B1
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL404658A PL226584B1 (pl) | 2013-07-12 | 2013-07-12 | Funkcjonalne biosorbenty typu nośnik mineralny MO‑SiO2‑lignina oraz sposób ich otrzymywania |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL404658A PL226584B1 (pl) | 2013-07-12 | 2013-07-12 | Funkcjonalne biosorbenty typu nośnik mineralny MO‑SiO2‑lignina oraz sposób ich otrzymywania |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL404658A1 PL404658A1 (pl) | 2015-01-19 |
| PL226584B1 true PL226584B1 (pl) | 2017-08-31 |
Family
ID=52305550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL404658A PL226584B1 (pl) | 2013-07-12 | 2013-07-12 | Funkcjonalne biosorbenty typu nośnik mineralny MO‑SiO2‑lignina oraz sposób ich otrzymywania |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL226584B1 (pl) |
-
2013
- 2013-07-12 PL PL404658A patent/PL226584B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL404658A1 (pl) | 2015-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhao et al. | Facile preparation of self-assembled chitosan-based POSS-CNTs-CS composite as highly efficient dye absorbent for wastewater treatment | |
| Song et al. | Multibranch strategy to decorate carboxyl groups on cellulose nanocrystals to prepare adsorbent/flocculants and pickering emulsions | |
| Sharma et al. | Nanocellulose from spinifex as an effective adsorbent to remove cadmium (II) from water | |
| Zhang et al. | Bio-inspired preparation of clay–hexacyanoferrate composite hydrogels as super adsorbents for Cs+ | |
| Mousavi et al. | Synthesis and characterization of γ-CD-modified TiO2 nanoparticles and its adsorption performance for different types of organic dyes | |
| Zhang et al. | Preparation of chitosan/lignosulfonate for effectively removing Pb (II) in water | |
| Zanoletti et al. | A new porous hybrid material derived from silica fume and alginate for sustainable pollutants reduction | |
| Bahrudin et al. | Physical and adsorptive characterizations of immobilized polyaniline for the removal of methyl orange dye | |
| CN103521191A (zh) | 一种二氧化钛/壳聚糖/氧化石墨烯复合材料的制备方法及应用 | |
| Lahiri et al. | Fabrication of a nanoporous silica hydrogel by cross-linking of SiO2–H3BO3–hexadecyltrimethoxysilane for excellent adsorption of azo dyes from wastewater | |
| Ngoh et al. | Fabrication and properties of an immobilized P25TiO2-montmorillonite bilayer system for the synergistic photocatalytic–adsorption removal of methylene blue | |
| CN101559349B (zh) | 一种免烧型盐酸活化沸石滤料及其制备方法 | |
| CN100556534C (zh) | 聚环氧氯丙烷二甲胺阳离子膨润土颗粒的制备方法 | |
| Wang et al. | Catecholic coating and silver hybridization of chitin nanocrystals for ultrafiltration membrane with continuous flow catalysis and gold recovery | |
| CN105688764A (zh) | 一种包埋型纳米铁小球及其制备和应用 | |
| Wu et al. | Synthesis of sodium carboxymethyl cellulose/poly (acrylic acid) microgels via visible-light-triggered polymerization as a self-sedimentary cationic basic dye adsorbent | |
| Devre et al. | Agro-waste valorization into carbonaceous eco-hydrogel: A circular economy and zero waste tactic for doxorubicin removal in water/wastewater | |
| CN105561955A (zh) | 一种疏水性纤维素有机纳米粘土复合重金属离子吸附陶粒的制备方法 | |
| Assanvo et al. | Hybrid collagen–cellulose–Fe3O4@ TiO2 magnetic bio-sponges derived from animal skin waste and Kenaf fibers for wastewater remediation | |
| Deymeh et al. | Enhanced photocatalytic degradation of tetracycline-class pollutants in water using a dendritic mesoporous silica nanocomposite modified with UiO-66 | |
| Liu et al. | Wood-supported nitrogen-doped carbon quantum dot@ Cu2O composites for efficient photocatalytic degradation of dye wastewater | |
| Wei et al. | Synthesis and sonocatalytic performance of Dy2Sn2O7/Sepiolite nanocomposite | |
| CN104475026A (zh) | 掺杂mtn沸石构型复合材料的水处理薄膜的制备及应用新方法 | |
| CN106984289B (zh) | 一种多孔陶瓷表面全氟辛酸分子印迹吸附剂的制备方法 | |
| PL226584B1 (pl) | Funkcjonalne biosorbenty typu nośnik mineralny MO‑SiO2‑lignina oraz sposób ich otrzymywania |