RO127889A2 - Tehnologie de obţinere a unor sisteme magnetice funcţionalizate - Google Patents
Tehnologie de obţinere a unor sisteme magnetice funcţionalizate Download PDFInfo
- Publication number
- RO127889A2 RO127889A2 ROA201100164A RO201100164A RO127889A2 RO 127889 A2 RO127889 A2 RO 127889A2 RO A201100164 A ROA201100164 A RO A201100164A RO 201100164 A RO201100164 A RO 201100164A RO 127889 A2 RO127889 A2 RO 127889A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- magnetic systems
- obtaining
- technology
- fact
- intellectual property
- Prior art date
Links
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims description 7
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 11
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 abstract description 6
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract 1
- HHVIBTZHLRERCL-UHFFFAOYSA-N sulfonyldimethane Chemical compound CS(C)(=O)=O HHVIBTZHLRERCL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 9
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 7
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 5
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 5
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 229910006069 SO3H Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical class C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 125000000020 sulfo group Chemical group O=S(=O)([*])O[H] 0.000 description 3
- -1 (4-chlorophenyl) sulfonyl Chemical group 0.000 description 2
- 102000004157 Hydrolases Human genes 0.000 description 2
- 108090000604 Hydrolases Proteins 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical group 0.000 description 2
- 150000001414 amino alcohols Chemical group 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical group [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical group OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004882 Lipase Human genes 0.000 description 1
- 108090001060 Lipase Proteins 0.000 description 1
- 239000004367 Lipase Substances 0.000 description 1
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 description 1
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 125000005365 aminothiol group Chemical group 0.000 description 1
- MDFFNEOEWAXZRQ-UHFFFAOYSA-N aminyl Chemical compound [NH2] MDFFNEOEWAXZRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- UXGNZZKBCMGWAZ-UHFFFAOYSA-N dimethylformamide dmf Chemical compound CN(C)C=O.CN(C)C=O UXGNZZKBCMGWAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010840 domestic wastewater Substances 0.000 description 1
- 230000009881 electrostatic interaction Effects 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 150000001261 hydroxy acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 235000019421 lipase Nutrition 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-M salicylate Chemical group OC1=CC=CC=C1C([O-])=O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229960001860 salicylate Drugs 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Compounds Of Iron (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la un procedeu de obţinere a unor sisteme magnetice funcţionalizate, adecvate pentru diverse aplicaţii de mediu. Procedeul conform invenţiei constă din dispersarea unor particule de magnetită într-un gel de polisulfonă de concentraţie 3...25% în dimetilsulfonă sau alt solvent adecvat, urmată de coagularea acestor structuri eterogene într-o baie de coagulare, din care rezultă sistemele magnetice de tip FeO/polisulfonă funcţionalizată sub formă de sfere, filme subţiri sau fibre.
Description
Prezenta cerere de brevet prezintă tehnologia de obținere a unor sisteme magnetice funcționalizate cu diverse grupări; materialele pot avea diverse aplicații, dintre care cele mai importante sunt legate de epurarea mediului (apeleor reziduuale industriale si menajere). Sistemele magnetice conțin particule magnetice (în special magnetită), o componentă polimerică cu rol protector și o componentă activă care poate determina reținerea anumitor ioni din soluție sau poate cataliza o anumită reacție de degradare a anumitor substanțe din mediu. Combinarea celor trei componente este deosebit de utilă deoarece permite atât epurarea cât și îndepărtarea sistemelor magnetice după ce procesul de epurare inceteaza. Datorită învelișului inert, în multe cazuri regenerarea sistemului magnetic se poate face prin spălare cu soluție acidă (care duce la eluția componentelor reținute în procesul de epurare).
Fiecare componenta din sistemul hibrid are un rol bine stabilit si anume:
Situsul activ este reprezentat de grupări funcționale capabile să îndepărteze ioni nocivi din diverse soluții si anume:
1. cationii metalelor grele pot fi ușor îndepărtați din ape când învelișul polimeric este funcționalizat cu grupări de tip COOH, SO3H, NH2, OH, SH, etc;
2. substanțele organice poluante pot fi îndepărtate din ape (sau transformate în compuși netoxici) când învelișul polimeric este funcționalizat cu componente complexe de tip enzime (oxidaze, hidrolaze, etc).
Magnetita (Fe3O4) - are rolul de a facilita transportul sistemului în zonele de interes si totodată eliminarea acestora din apele reziduale utilizând diverse plase magnetice sau electromagnetice. Pentru realizarea acestor funcții conținutul de magnetită poate varia în limite relativ largi, de la 5% la 80-90%. Conținutul maxim de magnetita este influențat de ruta de procesare iar pentru buna funcționare a acestor sisteme, învelișul polimeric trebuie sa fie continuu si sa nu permită contactul magnetita - mediu.
A învelișul polimeric - are rol multiplu:
1. permite legarea situsului activ prin intermediul agentului de legare sau prin diverse reacții de funcționalizare directă a învelișului polimeric; moleculele purtătoare ale situsului (situsurilor active) pot fi legate chimic (prin legături ^-2011-00164-2 1 -02- 2011 covalente) direct pe învelișul polimeric (cu sau fara prezența agentului de legare) sau prin interacții electrostatice.
2. acționează ca un înveliș protector al miezului magnetic, astfel încât după utilizare sistemul să poată fi îndepărtat ușor, regenerat și reutilizat într-un alt ciclu de depoluare.
în funcție de aplicațiile scontate, învelișul polimeric poate fi realizat atât din polimeri organici (polisulfonă, polimetacrilați, polieteri, etc.) cât și anorganici (SiO2, C,...).
Sinteza sistemului magnetic se realizează intr-o baie de coagulare adecvata prin pulverizarea suspensiei de (nano)particule magnetice dispersate în gelul polimeric (polisulfonă sau polisulfonă funcționalizată, dizolvată în dimetilformamidă - DMF având o concentrație variată cuprinsa intre de la 3% si 25 (Figura 1).
Figura 1. Procedeul de obținere a sistemelor magnetice funcționalizate pentru aplicații de mediu
Prin polisulfonă funcționalizată se înțelege orice polisulfonă pe care au fost imobilizate cantități variate de grupări funcționale (stoichiometric sau nu).
1. In scopul reținerii de cationi grupările cel mai utilizate sunt:
a) grupări simple: COOH, SO3H, OH (inclusiv fenolice), SH, NH2 sau
b) grupări complexe de tipul EDTA, citrat, salicilat, aminoacizi, aminoalcooli, tioalcooli, tiocarboxilat, etc.
2. in scopul epurării diverselor ape reziduale (industriale sau menajere), pe suprafața sistemelor magnetice se pot imobiliza diverse enzimedacaza, lipaza....
Introducerea unei grupării funcționale se poate realiza atât înainte cat si după obținerea sistemelor magnetice. Cel mai simplu de obținut sunt sistemele magnetice de tip FeaORpolisulfonă-OH și FesCfi/polisulfonă-SOiH (polisulfonă funcționalizată cu grupări hidroxilce sau sulfonice) pornind de la polisulfonă funcționalizată comercială sau obținută prin sinteză chimică. Datorită reactivității scăzute a nucleului aromatic din polisulfonă, de multe ori anumite grupări nu pot fi introduse direct pe nucleul aromatic din polisulfonă. In astfel de cazuri funcționalizarea se realizează prin sinteza chimica a (\2 0 1 1 - Q 0 1 64 - .
1 -02- 2011 polisulfonei substituite, pornind de la precursori adecvați (derivat de bisfenol A și 4,4’bis(4-clorofenil)sulfonil)-l,l’-bifenil) conform ecuației 2.
Figura 2. Schema de sinteză a polisulfonei funcționalizate în funcție de cele trei componente ce intra in structura sistemelor magnetice se pot obține diverse tipuri de materiale cu multiple aplicații:
Exemplu 1 - Sisteme magnetice sferice de tip Feflfpolisulfonă funcționalizate cu grupări complexe
Obținerea sistemelor magnetice de tip Fe3O4/polisulfonă funcționalizată cu grupări complexe necesită obținerea sistemelor de tip Fe3O4/polisulfonă-OH (-NH2 sau -COOH), grupări care să permită favoriza legarea grupări funcționale complexe dorite (de obicei, această cale de legare duce la blocarea unei grupări funcționale, care nu mai este disponibilă pentru legarea cationilor); legarea grupării funcționale complexe se poate realiza si în etapa de sinteză chimică (Figura 2), bisfenolul A fiind funcționalizat cu gruparea funcțională adecvată.
Exemplu 2 - Sisteme magnetice sferice de tip FejOfpolisulfonă funcționalizate cu enzime
Obținerea sistemelor magnetice de tip Fe3O4/polisulfonă funcționalizată cu enzime se poate realiza într-o manieră cu cea prezentata la exemplul 1, cu mențiunea că sinteza chimica (conform figurii 2) nu este posibilă deoarece enzimele sunt foarte sensibile în astfel de reacții. Sinteza acestor sisteme magnetice funcționalizate cu enzime necesită obținerea sistemelor de tip Fe3O4/polisulfonă funcționalizate cu grupări OH, NH2 sau COOH, grupări care să poată lega ușor, preferabil prin legături covalente, enzimele de interes prin intermediul diverșilor agenți de legare precum aldehida glutarică sau alți compuși bifuncționali.
<t‘2 01 1-00164-- F
1 -02- 2011
Exemplu 3 - Sisteme magnetice de tip T ejOj/polisulfonă funcționalitate sub formă de filme subțiri sau fibre
Sistemele magnetice funcționalizate pot fi obținute atât sub formă de sfere (exemplele 1-3) cât și sub formă de filme subțiri sau fibre (exemplul 4). în scopul obținerii filmelor subțiri suspensia obtinuta in baia de coagulare se trage sub forma de filme (se utilizează tragatoare cu fanta diferita). Pentru obținerea fibrelor se poate utiliza metoda spinning sau orice altă metodă care duce la obținerea fibrelor; coagularea se realizează termic sau prin introducerea acestor materiale în băi de coagulare adecvate.
Tabelul 1. Aplicații potențiale ale sistemelor magnetice funcționalizate
| Grupare funcțională | Aplicații potențiale |
| Grupări funcționale simple: COOH, SO3H, OH, | |
| SH, NH2, etc | |
| Grupări funcționale complexe de tipul: aminoalcooli, polioli, aminotioli, hidroxiacizi, tioacizi, aminoacizi, tioaminoacizi, poliacizi, | |
| CH^-COOH __ COOH —C--COOH /) C 1 --f /—OH CH^—COOH \—/ | Reținerea unor cationi din soluții (ape) cu precădere cationi ai metalelor grele. |
| ch2-cooh A h2^ xch2-cooh | |
| —HCx XCH,-COOH N 2 xch2-cooh 2 , etc. | |
| Enzime: | Depoluarea apelor cu conținut ridicat de contaminanți organici: |
| I. Oxidoreductaze | I. prin procese oxidative (de exemplu, oxidarea polifenolilor) |
| II. Hidrolaze | II. prin procese hidrolitice (hidroliză grăsimilor provenite in special din apele menajere). |
(ξ-2 011-00164--
Claims (3)
- RevendicăriPrin prezentul brevet revendicăm:- dreptul de proprietate intelectuală asupra tehnologiei de obținere a sistemelor magnetice caracterizate prin aceea că îmbină proprietățile componentelor și anume:1. Magnetita permite transportul sistemelor magnetice funcționalizate spre regiunea dorită și permite îndepărtarea magnetică facilă a acestor sisteme magnetice uzate pentru regenerare sau înlocuire;
- 2. învelișulpolimeric are dublu rol si anume:- asigură stabilitatea magnetitei (inertizare chimică a magnetitei prin acoperire)- funcționează ca suport pentru fixarea componentelor active necesare pentru epurare;
- 3. Agentul de legare are rolul de a lega grupările active pe suprafața învelișului polimeric (există cazuri în care prezența agentului de legare nu este obligatorie).- dreptul de proprietate intelectuală asupra tehnologiei de obținere a sistemelor magnetice caracterizate prin aceea că sistemele magnetice astfel obținute pot fi folosite în diverse scopuri, în funcție de natura grupărilor funcționale atașate, așa cum reiese din Tabelul 1);- dreptul de proprietate intelectuală asupra tehnologiei de obținere a sistemelor magnetice caracterizate prin aceea că sistemele magnetice astfel obținute pot fi ușor regenerate după îndepărtarea acestora din apă și reutilizate în multiple cicluri;- dreptul de proprietate intelectuală asupra tehnologiei de obținere a sistemelor magnetice caracterizate prin aceea că pot avea forme diferite (sfere, fibre/fire sau filme subțiri) ce pot fi ușor adaptate pentru diverse aplicații;- dreptul de proprietate intelectuală asupra tehnologiei de obținere a sistemelor magnetice caracterizate prin aceea că pot fi utilizate inclusiv în medii puternic acide acolo unde viteza de dizolvare a magnetitei pure este semnificativă.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201100164A RO127889B1 (ro) | 2011-02-21 | 2011-02-21 | Sistem magnetic funcţionalizat şi procedeu de preparare a acestuia |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201100164A RO127889B1 (ro) | 2011-02-21 | 2011-02-21 | Sistem magnetic funcţionalizat şi procedeu de preparare a acestuia |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO127889A2 true RO127889A2 (ro) | 2012-10-30 |
| RO127889B1 RO127889B1 (ro) | 2016-07-29 |
Family
ID=47073166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA201100164A RO127889B1 (ro) | 2011-02-21 | 2011-02-21 | Sistem magnetic funcţionalizat şi procedeu de preparare a acestuia |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO127889B1 (ro) |
-
2011
- 2011-02-21 RO ROA201100164A patent/RO127889B1/ro unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RO127889B1 (ro) | 2016-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Luo et al. | Poly (ionic liquid)/Ce‐Based Antimicrobial Nanofibrous Membrane for Blocking Drug‐Resistance Dissemination from MRSA‐Infected Wounds | |
| Liu et al. | Mitigation of biofilm development on thin-film composite membranes functionalized with zwitterionic polymers and silver nanoparticles | |
| Yu et al. | Stability and repeatability improvement of horseradish peroxidase by immobilization on amino-functionalized bacterial cellulose | |
| Efome et al. | Triple-layered nanofibrous metal–organic framework-based membranes for desalination by direct contact membrane distillation | |
| San Keskin et al. | Microalgae immobilized by nanofibrous web for removal of reactive dyes from wastewater | |
| Mauter et al. | Antifouling ultrafiltration membranes via post-fabrication grafting of biocidal nanomaterials | |
| Li et al. | Iron (III)–alginate fiber complex as a highly effective and stable heterogeneous fenton photocatalyst for mineralization of organic dye | |
| CN103464217B (zh) | 一种可再生催化剂的海藻酸盐基复合水凝胶催化膜及其制备方法 | |
| Feng et al. | Immobilization of catalases on amidoxime polyacrylonitrile nanofibrous membranes | |
| US11607345B2 (en) | Chitosan materials with entrapped enzyme and biocatalytic textiles and other biocatalytic materials comprising same | |
| Liu et al. | Preparation and characterization of chitosan/Cu (II) affinity membrane for urea adsorption | |
| Yang et al. | Facile and scalable fabrication of antibacterial CO2-responsive cotton for ultrafast and controllable removal of anionic dyes | |
| Almulaiky et al. | α-Amylase immobilization on amidoximated acrylic microfibres activated by cyanuric chloride | |
| Bode-Aluko et al. | Surface-modified polyacrylonitrile nanofibres as supports | |
| KR950703853A (ko) | 지속성을 갖는 항균제제(durable anti-microbial agents) | |
| US9162002B2 (en) | Cationic fibers hosting reactive peroxygenated radicals, and methods of making and using them | |
| CN103342408A (zh) | 一种处理水中难降解有机污染物的方法 | |
| CN104944603A (zh) | 一种污水处理剂 | |
| Wu et al. | The preparation of cotton fabric with super‐hydrophobicity and antibacterial properties by the modification of the stearic acid | |
| Mohamed et al. | Immobilization of horseradish peroxidase on nonwoven polyester fabric coated with chitosan | |
| CN104229974A (zh) | 一种快速处理有机废水的方法 | |
| Quandt et al. | Interactive Hemocompatible Nanocoating to Prevent Surface‐Induced Coagulation in Medical Devices | |
| Wang et al. | Fabrication of a dual-action membrane with both antibacterial and anticoagulant properties via cationic polyelectrolyte-induced phase separation | |
| Han et al. | Deactivating chemical agents using enzyme-coated nanofibers formed by electrospinning | |
| RO127889A2 (ro) | Tehnologie de obţinere a unor sisteme magnetice funcţionalizate |