Celulozne nanofibrile (CNF) smo površinsko funkcionalizirani s heksametilendiaminom (HMDA) in jih nadalje integrirali z naravnimi CNF-ji v različnih masnih razmerjih, z namenom izdelati vodno-stabilne filme za uporabne pri odstranjevanju trikromatičnega anionskega črnega reaktivnega barvila z najvišjim učinkom izločanja v prvih minutah pranje tekstilij, ter jih primerjali s komercialno dostopnimi lističi uporabnimi v ta namen (Delta Pronatura, DP). Preučili smo učinek vsebnosti CNF-HMDA na absorpcijo kopeli, površinski potencial in lastnosti stičnega kota, kot tudi kinetiko odstranjevanja barvila iz različnih pralnih kopeli (A - brez in B - z dodanim detergentom) do 140 min, pri 20 ° C oz. 60 ° C in z različnimi koncentracijami dodanega barvila (0,1–1 g / L). Ugotovljeno je bilo, da se absorpcija kopeli znatno zmanjša (do 60%) s povečanjem vsebnosti CNF-HMDA v filmih, v primerjavi z uporabo DP lističev, zaradi morfološko gostejše strukture filmov s površinsko pozicioniranimi hidrofobnimi etilenskimi ostanki iz HMDA, kot tudi zmanjšanja elektrostatičnih privlačnih skupin na CNF in HMDA. Takšna površina interira kinetično hitreje z anionskimi in hidrofobnimi molekulami barvila že pri 20 ° C, in doseže do 37–80% odstranjevanje barvila v prvih 20 min. V nasprotju s tem, učinkovitost odstranjevanja barvila s DP lističi temelji na sproščanju kationskega polimera s njegove površine, kar bolje odstrani le modri pigment barvila pri 60 ° C, medtem ko je le to med 30% in 48% zaradi oviranega sproščanja polimera z odlaganjem površinsko aktivnih snovi iz detergenta.
COBISS.SI-ID: 21205526
Pripravili smo vodno stabilne, prožne in ekološko sprejemljive kompozitne filme iz nativnega, dealuminiranega (obdelan s HCl za dosego sprememb v porozni strukturi in površinski kemiji) in/ali površinsko prevlečenega (s kationsko površinsko aktivnim PDADM različne molekularne mase) H-ZSM-5 zeolita različnih oblik (sferični vs. paličast) in razmerij Si/Al (P26 vs. P371) kot adsorbentov in celuloznimi nanofibrili (CNF) kot mrežna matrika (v masnem razmerju 4:1). Filmi so bili testirani za odstranjevanje črnega anionsko reaktivnega barvila, kot najbolj problematičnega pri razbarvanju tekstilij med prvem ciklu pranja perila. Preučili smo učinek strukture zeolita in njegove površinske kemije na kinetiko odstranjevanja 0,1 g/l barvila iz standardizirane izpiralne kopeli v času do 140 min in pri sobni temperaturi pranja ter v odvisnosti od razmerja med težo filma in volumnom kopeli (tj kopelnem razmerju od 1:10 do 1:1000), s čimer smo simulirali različne pogoje izpiranja. Rezultati so pokazali, da je bilo do 80% barve odstranjeno v prvih 20 minutah v najnižjem kopelnem razmerju (1:10), ki je ustrezalo Langmuir-jevi izotermi, postopek pa je sledil psevdo-drugemu zaporedju kinetike; to je prineslo večplastni mehanizem adsorpcije z enoslojno kapaciteto do okrog 11 mg/g, 21 mg/g oz. 30 mg/g z filmi pripravljenimi z nativnim P371 zeolitom, HCl-obdelanim in z PDADMA100 oz. PDADMA400 prevlečenim zeolitom. Takšna učinkovitost je bila posledica površinsko gosto in v celoti s PDADM400 prekritih paličastih P371 zeolitih, ki elektrostatično interirajo z molekulami barvila, v primerjavi z delno difundirajočim PDADM v razmeroma večje pore zeolita P26 (450 nm vs. 220 nm). Filme smo prav tako analizirali kot filtre za uporabo pri odstranjevanju barvila iz izpiralne kopeli na izlitju iz pralnega bobna. Filmi pripravljeni s sferičnim in delno agregiranim P26PDADMA-400 zeolitom so izkazali ultra-visok hitrost pretoka (11.000 kL/m2 h MPa) in 45% učinkovitost odstranitve barva z zmogljivostjo okrog 24 mg/g, ter s tem velik potencial tudi kot filtrirne membrane.
COBISS.SI-ID: 21623062
Pripravili smo vodo-odporne in okolju-prijazne membrane iz karboksimetil celuloze (CMC) kot anionski adsorbent in celulozni nanofibrili (CNF) kot ojačevalno polnilo, s postopkom direktnega sušenja iz raztopine ali enosmernega zamrzovanja tako pripravljnenih suspenzij. Uporabili smo spektroskopsko, termogravimetrično in potenciometrično titracijsko tehniko za ovrednotenje učinkovitosti zamreženja in kvantificiranja površinskega naboja, v odvisnosti od priprave. Prav tako smo mikroskopsko identificirali razporeditev CMC / CNF in poroznost membrane, v odvisnosti od njunega razmerja in tehnike izdelave. Tako pripravljene membrane smo ovrednotili glede na adsorpcijsko sposobnost in kinetiko adsorpcije kationskih barvil, glede na disociacijske konstante barvil, pH raztopine in čas obdelave ter glede na način uporabe (potapljanje v raztopini ali filtriranje pri optimalnem pH). Membrane pripravljene z zamrzovanjem so imele anizotropno do izotropno in visoko () 90%) porozno strukturo z gradientno velikostjo por (od nekaj nm do 200 µm). To je zagotavilo relativno visoke in stabilne stopnje pretoka (150–190 kL / m2 h MPa) s ~ 100% adsorpcijo barvil, hitro dinamiko (8,536–5,446 kg / g min) in visoko zmogljivostjo (1828–1398 g / kg), kar kaže na njihov potencial v tehnologiji horizontalne filtracije, brez potrebe po dodatnem koraku ločevanja. Podobna adsorpcijska zmogljivost barvil je bila ocenjena za gostejše in nano-porozne ((50 nm) membrane, pripravljene iz raztopine brez zamrzovanja, vendar z veliko nižjo in časovno padajočo stopnjo pretoka (100–10 L / m2 h MPa), kar kaže na njihovo potencialno uporabo v moduli z prečnim pretokom kopeli. Obe vrsti membran sta pokazali visoko zmogljivost odstranjevanja barve (? 90%), tudi po 4-tem (pripravljene s sušenjem) in 50-tim (pripravljene z zamrzovanjem) ponovnem ciklu uporabe, kar je alternativa komercialnemu aktivnemu oglju ali drugim bio-nano absorbentom. .
COBISS.SI-ID: 21917206