Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: Glavna tema magistrske naloge je izolacija gradnikov jajčnih lupin kokoši in prepelice ter obdelava sintetičnih (poliester, PES) ter naravnih (bombaž) tekstilij z le-tem. Izbira teme je temeljila na pogledu na jajčne lupine kot odpadek in hkrati kot uporabno surovino, ki lahko izboljša lastnosti drugih surovin oz. materialov, pri tem pa lahko ustvarimo napredek na področju ognjevarnih, medicinskih ter UV-zaščitnih oblačil. V nalogi smo preverjali izbrane funkcionalne lastnosti vodne raztopine jajčnih lupin, kot so: velikosti delcev in zeta potencial, pH vrednost, motnost, površinska napetost, stični kot, električna prevodnost in antioksidativnost; ter analizirali učinkovitost obdelave poliestrnih (PES) in bombažnih tkanin s pridobljenimi raztopinami, pri čemer smo uporabili napredne preparativne (hidrotermična razgradnja- hidroliza) in analitske metode (merjenje pH, spektroskopija). Ugotovili smo, da je vzorec v obliki vodne raztopine pokazal dobre lastnosti na področju površinske lastnosti, prav tako je pokazalo dobre rezultate pri meritvah zeta potenciala ter pri merjenju električne prevodnosti. Pri obdelanih PES in bombažnih vzorcih s to raztopino jajčnih lupin, pa lahko poudarim, da so bili vidni rezultati na področju ognjevarnosti, protimikrobnosti in UZF. Rezultati sicer niso bili izraziti, ampak bili opazni in so mejili v dobro smer.
Ključne besede: jajčne lupine, hidroliza, funkcionalizacija, izolirani gradniki, PES in bombažne tekstilije, ognjevarnost, medicinske tekstilije, UV zaščita
Objavljeno v DKUM: 22.03.2024; Ogledov: 334; Prenosov: 30
Celotno besedilo (3,18 MB)

Opis: Keratin je fibrilarna strukturna beljakovina, ki jo najdemo v različnih telesnih tkivih živali in ljudi. Ta tkiva vključujejo volno, perje, lase, nohte, kljun, luske itd. V zadnjih nekaj letih je keratin zaradi svojih ugodnih kemijsko-fizikalnih lastnosti vzbudil veliko zanimanja na področju biomedicine, farmacije (npr. tkivno inženirstvo) in kozmetike. Nekatere vire keratina je mogoče pridobiti praktično brezplačno, saj mnogi predstavljajo odpadno biomaso ali ostanke v različnih vrstah industrije. Dober primer sta mesna in perutninska industrija, kjer se po vsem svetu proizvedejo velike količine volne in odpadnega perja. Po statističnih podatkih ameriške organizacije za prehrano in kmetijstvo (FAO) je svetovna proizvodnja mesa leta 2018 dosegla kar 342 milijonov ton. To pomeni, da je bila proizvedena tudi zelo velika količina odpadne biomase, bogate s keratinom. Ob prikladnosti nizke cene teh s keratinom bogatih virov z njihovo ponovno uporabo koristimo tudi okolju, saj bi sicer te odpadne proizvode sežgali (kar bi povečalo vsebnost ekvivalentov CO2 v ozračju), zakopali ali odložili na odlagališčih. V okviru magistrske naloge smo izvedli izolacijo keratina z alkalno hidrolizo iz odpadne ovčje volne in perutninskega perja. Kot alkalni medij smo uporabili vodno raztopino NaOH različnih koncentracij (30 mg/ml, 40 mg/ml in 50 mg/ml). Poskusi so bili izvedeni pri različnih reakcijskih časih (1 h, 2 h in 3 h) in obratovalnih temperaturah (50 °C, 65 °C in 80 °C). Nadalje smo raziskali vpliv teh treh vhodnih spremenljivk na molekulsko maso keratina in izkoristek izolacije z metodo odzivnih površin (Box-Behnken). Po alkalni hidrolizi je bil reakcijski produkt bistra in oranžna kapljevina. V mešanici po reakciji je bila še zmeraj prisotna majhna količina nerazgrajenega začetnega materiala, zlasti pri nizkih temperaturah (50 °C) in nizkih koncentracijah NaOH (aq) (30 mg/ml). Izkoristek izolacije je bil relativno nizek in se je gibal med 41,68 % in 66,69 % v primeru volne ter med 38,94 % in 55,20 % v primeru perja. Najvišji izkoristek izolacije iz volne (66,69 %) je bil dosežen pri 50 °C, 3 h in 40 mg/ml, najvišji izkoristek izolacije iz perja (55,20 %) pa pri 50 °C, 2 h in 50 mg/ml. Molekulske mase produktov (keratina) smo določili s pomočjo SDS-PAGE elektroforeze. V večini primerov so bile molekulske mase enakomerno porazdeljene po celotnem pasu od 4,6 kDa do 315 kDa, vendar je bila prevladujoča od 8 kDa do 40 kDa. Ugotovili smo, da višja temperatura (80 °C) in višja koncentracija NaOH (aq) (50 mg/ml) zmanjšata molekulsko maso keratina v vzorcih. Vsi vzorci iz volne in perja so pokazali relativno nizko antioksidativno aktivnost (največ 22,19 %) in negativen zeta-potencial. Opravili smo tudi meritve velikosti delcev in konduktance vzorcev kot tudi analizo s FTIR spektrofotometrom. Rezultati tega dela kažejo, da sta volna in perje odličen vir keratinskih izolatov ter da alkalna hidroliza preučevane odpadne biomase predstavlja dober način prispevanja k čistemu okolju in krožnemu gospodarstvu.
Ključne besede: keratin, odpadna biomasa, alkalna hidroliza, volna, perje, beljakovine.
Objavljeno v DKUM: 23.10.2023; Ogledov: 561; Prenosov: 65
Celotno besedilo (8,62 MB)

Opis: Odpadno perje in volna predstavljata okolju škodljiv odpadek in zato zbujata zanimanje znanstvenikov za njuno predelavo v vredne produkte. Sestavljena sta v večini iz keratina, ki je koristen biorazgradljiv protein s širokim spektrom uporabe. Razvite so bile številne metode za ekstrakcijo kertina, med katerimi se je za hitro in enostavno izkazala kislinska hidroliza. V okviru diplomske naloge smo izvajali izolacijo keratina iz odpadnega perja in volne. Za razgradnjo perja in volne smo izbrali kislinsko hidrolizo z močnima kislinama HCl in H2SO4 pri temperaturah 80 in 90 °C, različnih koncentracijah raztopine (1 M, 3 M, 6 M) in reakcijskih časih 1 in 2 h. Nastale produkte po kislinski hidrolizi smo analizirali s FTIR spektroskopijo in potrdili prisotnost keratina. Molekulske mase smo določali s SDS-PAGE elektroforezo in so bile v območju od 3,5 do 18 kDa. Z merjenjem zeta potenciala smo ugotovili, da imamo nestabilne suspenzije keratina, kjer se delci gibljejo med 1100 in 8600 nm. Suspenzije keratina so pokazale antioksidativne aktivnosti med 25 in 50 % medtem ko pa so bile njihove električne prevodnosti v območju od 0,1 do 6 mS/cm. Ugotovili smo, da z višanjem temperature in koncentracije raztopine kisline dosežemo višji izkoristek keratinskega produkta. Kislinska hidroliza s HCl daje zelo nizke izkoristke (največ do 8 %), zato sklepamo, da je za hidrolizo primernejša H2SO4, kjer dobimo nekoliko višje izkoristke (največ do 17 %), ki pa so tudi precej nizki.
Ključne besede: odpadna biomasa, perje, volna, keratin, kislinska hidroliza
Objavljeno v DKUM: 20.09.2023; Ogledov: 365; Prenosov: 23
Celotno besedilo (3,06 MB)

Opis: V diplomskem delu je prikazana študija katalizirane hidrolize polimerov. Kot kislinski katalizator smo uporabili ZSM-5, sintetiziran na osnovi mezoporozne silike. Sintetiziran katalizator smo uporabili pri reakciji degradacije polietilen tereftalata v vodnem mediju. Polietilen tereftalat spada med najbolj razširjene polimere in se uporablja kot sintetični material. Velika večina proizvedene plastike in polimernih produktov ni biorazgradljiva, kar pripomore k onesnaževanju okolja. Reakcije smo izvajali v diferenčnem dinamičnem kalorimetru. Sledila je karakterizacija katalizatorja z različnimi karakterizacijskimi metodami (infrardeča spektroskopija s Fourierjevo transformacijo, vrstična elektronska mikroskopija, N2 adsorpcija in določanje velikosti por, diferenčna dinamična kalorimetrija, termogravimetrična analiza, dinamično sipanje svetlobe, kemisorpcija – določanje kislinskih mest). Dobljene produkte smo analizirali z uporabo tekočinske kromatografije visoke ločljivosti. Reakcija s katalizatorjem je pri določeni temperaturi sicer potekala učinkoviteje kot brez njega, vendar so bile dosežene presnove zelo nizke. Končna ugotovitev študije je, da sintetiziran katalizator ni dovolj učinkovit za izvedbo degradacije polietilen tereftalata. Primerjava poteka reakcije degradacije polietilen tereftalata v primeru uporabe katalizatorja in v primeru višanja temperature kljub temu pokaže večji vpliv temperature.
Ključne besede: ZSM-5, polietilen tereftalat, hidroliza, polimeri, katalizator
Objavljeno v DKUM: 26.08.2022; Ogledov: 774; Prenosov: 134
Celotno besedilo (3,46 MB)

Opis: Vse večja uporaba kompozitnih materialov z vgrajenimi steklenimi vlakni je povečala ozaveščenost o metodah s katerimi bi lahko reciklirali odslužene kompozite, material pa ponovno uporabili. Tone kompozitnih odpadkov iz različnih aplikacij, ki vsebujejo dragocena steklena vlakna, se vsako leto kopičijo. Te sestavljene odpadke je treba stroškovno učinkovito reciklirati, ne da bi povzročili negativen vpliv na okolje. Magistrsko delo predstavlja pregled obstoječih metod recikliranja kompozitnih odpadkov z vgrajenimi steklenimi vlakni, s poudarkom na ohranitvi vlaken in njihovih lastnosti. Največ pozornosti smo namenili metodam kemijskega recikliranja in sicer depolimerizacijskim metodam. Z njimi smo želeli ločiti vlakna od polimernega nosilca, prav tako pa smo želeli ohraniti mehanske lastnosti vlaken. Odločili smo se za postopke nevtralne in alkalne hidrolize ter za aminolizo. Posvetili smo se tudi vplivu reakcijskih pogojev na produkt nevtralne in alkalne hidrolize, predvsem vpliva reakcijskega časa. Iskali smo tudi najboljše načine, kako izolirati končne produkte. Kljub temu, da pri nevtralni in alkalni hidrolizi nismo pridobili nepoškodovanih steklenih vlaken, smo s pomočjo bazno-kislinske ekstrakcije pridobili monomerno enoto polimernega nosilca to je tereftalno kislino. Med tem, ko smo pri postopku aminolize poleg depolimerizacijskega produkta polimernega nosilca BHET (bis(2-hidroksietil)tereftalat) pridobili tudi nepoškodovana steklena vlakna.
Ključne besede: steklena vlakna, kompozitni materiali, nevtralna hidroliza, alkalna hidroliza, aminoliza, tereftalna kislina, BHET - Bis (2-hidroksietil) tereftalat
Objavljeno v DKUM: 08.11.2021; Ogledov: 993; Prenosov: 104
Celotno besedilo (3,28 MB)