Nanostructura stratului de adsorbție poli (acid acrilic) pe suprafața carbonului activ a fost obținută
Abstract
A fost caracterizată nanostructura stratului de adsorbție poli (acid acrilic) (PAA) de pe suprafața carbonului activat mezopor HPA obținut prin activarea fizică a reziduurilor după extracția supercritică a hameiului. Această caracterizare a fost realizată pe baza analizei determinării cantității de polimer adsorbit, a densității de încărcare a suprafeței și a potențialului zeta al particulelor solide (fără și în prezența PAA). Tehnicile SEM, termogravimetrice, FTIR și MS au permis examinarea morfologiei suprafeței solide și specificarea diferitelor tipuri de grupuri de suprafață HPA. Au fost studiate efectele pH-ului soluției, precum și greutatea moleculară și concentrația polimerului. Rezultatele obținute au indicat că cea mai mare adsorbție pe suprafața cărbunelui activ a fost prezentată de PAA cu greutate moleculară mai mică (adică 2000 Da) la pH 3. În astfel de condiții, stratul de adsorbție polimeric este compus din bobine de PAA nanosizate (ușor încărcate negativ) sunt dens ambalate pe suprafața pozitivă a HPA. În plus, este posibilă adsorbția macromoleculelor polimerice în pori solizi.
fundal
Structura specifică a stratului de adsorbție polimeric format pe interfața solid-lichid determină proprietățile suprafeței suspensiei coloidale. Acest lucru este foarte important pentru stabilitatea unui sistem foarte dispersat care apare în mod obișnuit în multe domenii ale activității umane (de exemplu, aplicații de mediu, agricole și industriale) [1-8]. Posibilitatea de a obține o structură dorită a stratului polimeric pe suprafața solidă rezultă din faptul că macromoleculele pot presupune un număr mare de conformații diferite. Conformația unică a lanțului polimeric este o consecință a rotației atomilor sau a grupurilor de atomi în jurul unei singure legături. Acesta definește comportamentul polimerului într-o soluție și rezultă din interacțiunile macromoleculelor cu moleculele solventului.
Conformarea lanțurilor polimerice (în special a celor clasificate ca polimeri ionici) poate fi influențată de mulți factori, dintre care cei mai esențiali sunt după cum urmează: pH-ul și puterea ionică a soluției; temperatura; tipul, greutatea moleculară, concentrația și polidispersitatea unui polimer; și tipul, puritatea și proprietățile de suprafață ale unui solid. Schimbând și controlând unul sau mai mulți parametri, se poate obține suspensia solidă caracterizată prin stabilitatea necesară pentru aplicații practice specificate.
Atât non-ionice (adică poli (etilen glicol), polivinilpirolidonă, poli (acid acrilic) - grupările sale funcționale nu suferă disociere în soluții apoase) și ionice (adică poli (acid acrilic), poliacrilamidă, poliaminoacizi, proteine - macromoleculele lor conțin grupări ionizate) polimerii sunt utilizați în cercetarea de bază în sistemul care conține oxizi minerali [9-13]. Acestea au fost următoarele: oxid de siliciu (IV), oxid de zirconiu (IV), oxid de titan (IV), oxid de mangan (IV), oxid de aluminiu (III), oxid de crom (III) și oxid de fier (III). Zeoliții naturali și sintetici sunt, de asemenea, studiați pe larg [14-16]. Astfel de sisteme au o mare varietate de aplicații posibile - în cosmetice, produse farmaceutice, producția de vopsea și medicină ca componente ale implanturilor și purtătorilor de medicamente, precum și tehnologii de tratare a apei și prelucrare a mineralelor [16-21].
Carbonii activi sunt o clasă de adsorbanți care sunt importanți pentru multe aplicații practice. Au o suprafață de obicei foarte dezvoltată a cărei valoare poate ajunge până la 1500 m 2/g. Forma și dimensiunea porilor sunt variate. Ele pot fi sub formă de canale deschise pe ambele părți, în formă de cerneală, în formă de V și sloturi cu pereți paraleli sau ne paraleli. Luând în considerare dimensiunea porilor, aceștia au fost împărțiți în trei tipuri: carboni microporoși (sub 2 nm), mezopori (2-50 nm) și macropori (peste 50 nm). Cea mai utilizată materie primă pentru prepararea cărbunelui activ este cărbunele [22]. Alte materii prime utilizate pentru producția în serie sunt următoarele: coji de nucă de cocos și lemn. În prezent, deșeurile, cum ar fi pietrele de fructe sau cojile de nuci, devin din ce în ce mai importante [23].