Search the digital library catalog

Abstract: S problematiko obarvanih odpadnih voda se srečujejo v vseh tekstilnih industrijah. Z željo po ponovni uporabi barvil, čim manjšim onesnaženjem ter večji učinkovitosti barvanja se razvijajo tehnologije, ki bi odpadno vodo na najučinkovitejši in cenovno ugoden način pred izpustom v vodotok tudi prečistile. Predhodne raziskave so pokazale, da je ena izmed bolj učinkovitih fizikalnih metod ločevanja barvil membranska adsorpcija. V raziskovalnem delu smo preučevali možnosti in načine s katerimi uspešno ločiti kationska barvila z uporabo membranskih adsorbentov na osnovi celuloze. Za ta namen smo izdelali dve vrsti membran na osnovi celuloze: prvo smo sintetizirali s pomočjo celuloznih nanofibrilov in karboksimetilirane celuloze, drugo pa smo pripravili z uporabo komercialne bakterjiske celuloze. V eksperimentalnem načrtu smo vključili tudi dodatno modifikacijo, torej oksidacijo bakterijske celuloze ter variacije med razmerji celuloznih nanofibrilov in karboksimetilirane celuloze z namenom da bi preučili vpliv prisotnosti različnih funkcionalnih skupin na funkcionalnost membran. Uporabljeni kationski barvili sta antrakinonsko barvilo C.I. Basic Blue 47 in azo barvilo C.I. Basic Yellow 29. Metode s katerimi smo analizirali fizikalno kemijske in morfološke lastnosti membran so atenuirana popolna refleksija infrardeče spektroskopije s Fourierjevo transformacijo (ATR – FTIR) , goniometrija, potenciometrična titracija ter konfokalna optična mikroskopija. UV – VIS spektroskopijo smo uporabili pri preučevanju efikasnosti adsorpcije ter hitrost (kinetika) adsorpcije dveh kationskih barvil na posameznih membranah. Pri ATR – FTIR spektrih membran smo lahko identificirali prisotnost celuloze 3340 cm-1, tvorbo novih vezi navezujoč se na aldehidne skupine pri oksidaciji bakterijske membrane 1700 cm-1 in 890 cm-1, prisotnost karboksimetiliranih eterskih skupin okrog 1020 cm-1, raztezanje OH skupin okrog 1318 cm-1 ter raztezanje C-H vezi pri CH2 in CH3 skupinah pri 2898 cm-1. Glede na vrednosti skupnega negativnega naboja merjenega pri potenciometrični titraciji, pričakujemo največje adsorpcijske sposobnosti za 4CMC4CNF+CA (Q/m = 1,0675 mmol/g) ter najmanjše za BCoxd (Q/m = 0,2094 mmol/g). Membrane, ki so bolj negativno nabite bodo pozitivno nabito barvilo posledično boljše adsorbirale. Poleg naboja membrane je pomemben dejavnik za adsorpcijo barvila tudi struktura membrane, ki je razvidna iz mikrografov. Rezultati posnetkov konfokalne optične mikroskopije so pokazali, da so izmed vseh najbolj vlaknaste 4CMC4CNF+CA membrane, iz česa lahko sklepamo, da bodo imele tudi največji potencial adsorpcije zaradi večje aktivne površine. Ob zaključku eksperimentalnega dela, smo ugotovili, da se je obarvana raztopina skoraj povsem razbarvala, kar pomeni, da je bila ločitev kationskega barvila iz vodnega medija uspešna. Membrane na osnovi CMC/CNF so antrakinonsko barvilo 100% učinkovito odstranile, medtem ko je BC le – to barvilo 24,3% učinkovito odstranila in BCoxd 23,6%. Razlika pri membranah na osnovi BC je bila minimalna. Azo barvilo so membrane adsorbirale nekoliko slabše in sicer okrog 7-9% membrane na osnovi CMC/CNF ter 5,57% BC in 7,33% BCoxd membrana. Za najbolj učinkovite so se v obeh primerih pokazale membrane na osnovi 4CMC4CNF+CA. Po vseh opravljenih analizah lahko zaključimo, da so najbolj učinkovit adsorbent izbranih kationskih barvil 4CMC4CNF+CA membrane, sledijo 1CMC7CNF+CA, BCoxd in BC.
Keywords: Celulozna membrana, membranska adsorpcija, kationska barvila, karboksimetilirana celuloza, celulozni nanofibrili, bakterijska celuloza.
Published in DKUM: 09.12.2019; Views: 1641; Downloads: 182
Full text (3,23 MB)