bio sepiolite tłumaczenie

Istnienie wiązań wodorowych pomiędzy chitozanem i krzemową powierzchnią mogło być wykazane przez spektroskopię IR (Figure 3b′-d′), pokazuje zaburzenie (strata inesywności) poprzez wodorowe wiązania w paśmie od 3720 cm-1 wyznaczone do rozciągania OH wibracje grup silanowych zlokalizowanych na zewnętrznej powierzchni sepiolitu, z powodu ich interakcji z zaadsorbowanym chitosanem. Wiadomo, że zaburzenia tego zakresu tworzą zmianę w kierunku niskiej wartości częstotliwości, które są nieobserwowane w tym spektrum, dzięki czemu pokrywa się z rozciągniętymi pasmami OH molekuł wody. Spadek intensywności pasm silanowych w różnym stopniu, może być skorelowany ze stopniem pokrycia powierzchni. W przeciwieństwie do pasm przypisanych

do rozciągania OH wibracja Mg-OH pojawia się dla 3680 cm-1 pozostaje w niezmienionym stanie nawet dla wysokiej wartości zaadsorbowanego chitosanu. Powinno być zapamiętane, że ten ostatni typ grup hydroksylowych jest zlokalizowany wewnątrz strukturalnych bloków sepiolitu, będąc dlatego niedostępnym do adsorpcji typu (Scheme 1). Półprzewodnikowy wysoka rozdzielczość spektroskopii NMR była także zastosowana do scharakteryzowania nanokompozytów chitosan-sepiolit. 13C NMR (Figure 4b) N-WN próbka zawierająca 110,5 miliekwiwalent chitosan/100 g pokazuje niski stosunek sygnału do szumu (SNR) i szersze piki niż tamte zaobserwowane w początkowym chitosanie (Figure 4a), wskazującym silną interakcję z pomierem gliny? (polymerclay = modelina po polsku? :D) Sygnały: 104.5, 57.1, 74.9, 81.7 oraz 60.1 ppm są przypisane do C1, C2, C3, C4-C5, oraz C6 odpowiednio w piranozowych pierścieniach chitozanowych (chitosan piranose rings). Technika LT-SEM pozwala na wygaszanie obrazów próbek SEM z wysoką zwartością wody w niskiej temperaturze. SEM

Scanning electron micrographs of the 3% (w/v) Pangel S9 oraz zawiesiny chitosan-sepiolite, zamrożono przez zanużenie wkraplanie (sample drop?) w ciekły azot przed suszeniem nanokompozytów, są pokazne na Figure 5. W braku obecności chitosanu (Figure 5a), rozproszone włókna sepiolitu są czysto obserwowane. W przeciwieństwie do obrazów SEM odpowiadające nanokompozytom chitosan-sepiolite przygotowane z roztworów zawierających początkowo 68 g oraz 100 g of chitosan/100 g sepiolite (parts b and c of Figure 5, odpowiednio) pokazują nagromadzenie włókien sepiolitu, dzięki czemu adsorpcja chitosanu, ten efekt staje się silniejszy, jak również ilość zaadsorbowanego biopolimeru wzrasta. W takich warunkach, włókna sepiolit zdają się być ściśle zintegrowane ze strukturą biopolimeru, zapewniając zawartość do odpowiedniego bio-nanokompozytu. Takie ułożenie włókien krzemowych i płytek/kawałków biopolimeru sugeruje wzmocnienie mechaniczne oraz właściwości barierowe (barrier properties) tych nanokompozytów.

Charakterystyka jonowymienności (ionic exchange behavior)

Aby ustalić zachowanie jonowymienności nanokompozytów chitosan-sepiolite, rozwinęliśmy innowacyjną procedurę zawierającą badanie bezpośredniej reakcji elektrycznej metodą potencjometryczną. Jak przewidywano poprzez równanie Nernst (eq 1), idealnie potencjał wybranej elektrody powinien być liniową funkcją logarytmiczną aktywności jonów.

Gdzie:

E – potencjał eketrody,

E° − potencjał odniesienia,

R – stała gazowa,

T – terodynamiczna temperatura,

F – stałą Faradaya,

ai – aktywność jonu

zi – ładunek jonowy jonu,

Biorąc pod wuagę, że ładunek zmierzonych jonów jest uwzględniony w równaniu Nersta, spadek potencjału vs log ai zmienia według swojej natury, to znaczy anion albo kation, oraz również dla jedno-albo wielowartościowych jonów. W ten sposób, przewaga anionów albo kationów miejsc wymiany w nanokompozytach chitosan-sepiolite, oraz w konsekwencji wyższego podobieństwa każdego z materiałów w kierunku anionów lub kationów, będzie współgrać z potencjometryczną reakcją wynikając z systemów. (Thus, the predominance of anionic or cationic exchange sites in the chitosan-sepiolite nanocomposites, and in consequence the higher affinity of each material toward anions or cations, will tune the potentiometric response of the resulting systems). W tym celu, elektroda węglowa (CPEs) została zmodyfikowana z próbkami chitosan-sepiolite i ich potencjometryczne reakcje zostały oszacowane w rosnącej koncentracji roztworu NaCl. Dla porównania, zmodyfikowany CPEs został przygotowany z nieskazitelnego sepiolitu, który daje spadek wartości 18,2 mV/dekadę. Jak pokazano na figurze 6A, wszystkie CPEs przygotowano z próbkami WN, gdzie nadmiar chitosanu został usunięty, pokazuje pozytywny spadek od +15 i +19 mV/dekadę, wskazuje, że zachowanie materiału hybrydowego, jako wymieniacza kationów. W porównaniu z zmodyfikowanymi elektordami opartymi na próbkach N-WN mogło okazywać pozytywne albo negatywne spadki w zależoności od ilości chitosanu reagującego z krzemem (Figure 6B). Dla wysokich wartości adsorbcji chitosanu, negatywny spadek jest otrzymany, wykazujący, że pojemność wymiany kationów (PWK) sepiolitu została zamieniona do anionowego charakteru wymiany, dzięki czemu obecności dostępnych sprotonowanych grup aminowych (protonated amino groups).

Na podstawie obserwacji reakcji nanokompozytów, mogą być one przewidziane w pierwszym podejściu dla dalszych aplikacji jako aktywna faza czujników potencjometrycznych dla wykrycia jonów w roztworze wodnym na drodze podobnej zarejestrowanej dla materiałów chitosan-montmorillonite. Jakkolwiek, w tym przypadku chitosan-sepiolite oparty na CPE wykazał niską stabilność w wydajności , i dlatego, ta konstrukcja elektrody (konfiguracja CPE) nie może być stosowana dla takich aplikacji. To może być oznacząć, że alternatywna konstrukcja elektrody oparta na grupie epoksydowej albo matrixie PVC, który daje bardziej niezawodne urządzenia, może być potncjalnym rozwiązanie na zaproponowane aplikacje elektroanalityczne. Wiadomo, że wartość pH zawiesiny sepiolitu zmienia się w czasie osiągając wartość podstawową, dzięki czemu ługowanie jonów magnezowych, które są zastąpione przez H+ z wody. Tak więc, wartość pH 0,2% (w / v) zawiesiny sepiolitu została zmierzona, przedstawiając odchyłkę od 5,9 do 8,8 w ciągu kilku minut (fig 7). Zarówno próbki WN chitozanu-sepiolite jak i sepiolite, wcześniej traktowane w kwasie octowym wykazują podobny efekt, z zmianą pH od 5,9 do 7,4 i 6,8, odpowiednio. Prawdopodobnie ostateczna wartość w obu przypadkach jest mniej podstawowa, ponieważ częściowe

ługowanie jonów Mg już miało miejsce w poprzednim etapie wytwarzania. W przeciwieństwie do tego, próbki N-WN wykazują różne zachowanie i w 0,2% (w / v) zawiesinie tych próbek, wartość pH utrzymuje się praktycznie na stałym poziomie 4.9-5.0. Ten fakt, zgadza się z wynikiem dostarczonym przez bezpośrednią potencjometrię,

wskazują na obecność nadmiaru sprotonowanych grupy aminowych, które są odpowiedzialne za nowe zachowanie tych próbek, jak anionowe wymieniacze. W rzeczywistości, teoretyczna wartość pH oszacowane dla zawiesiny N-WN, bierze pod uwagę ilość zadsorbowanego chitosan na sepiolit, jak również stałą kwasowości grup aminowych w chitozanu (pKa) 6,3), 34 prowadzi do wartości 4,9, która pasuje do wartości mierzonej. \

Na podstawie obu typów eksperymentów, bezpośrednia potencjometria i pomiar pH, obecność

sprotonowanych grup aminowych, może być potwierdzona, co oznacza, że próbki​​ N-WN sepiolit-chitozan mogą być stosowane jako rezerwuar H + w różnych zastosowaniach. Ponieważ te materiały mogą być łatwo przystosowane do funkcji błony wykazującej dobre właściwości mechaniczne, przewodność protonu może mieć wielkie znaczenie dla zastosowań w urządzeniach z ogniwami paliwowymi. Jednak, wartości przewodności H + wstępnie przetestowane w tych membranach są zbyt niskie dla tego rodzaju zastosowania, a system może być dodatkowo poprawiony przez włączenie silniejszych kwaśne odczynniki.

Stabilność termiczna.

Krzywe DTA i TG zapisane w zakresie 20-1000 ° C, w warunkach przepływu powietrza (figura 8), wskazuje na trwałość termiczną nanokompozytów chitosan-sepiolite, w porównaniu z samym biopolimeru. Krzywa DTA odpowiadająca nieskazitelnemu chitozanowi wykazuje efekt endotermiczny w temperaturze 63 ° C i dwa procesy egzotermiczne w 317 i 566 ° C odpowiednio. Pierwszy z nich wiąże się z utratą masy ciała o 8,6%, na krzywej TG jest przypisana do utraty fizycznie zaadsorbowanych cząsteczek wody. Procesy egzotermiczne w 317 ° C (utrata masy ciała o 59%) i 566 ° C (utrata masy ciała o 33%), związane są z pirolitycznym rozkładem następuje przez spalanie biopolymer.35,36. Stabilizujący wpływ adsorpcji chitosanu na sepiolit wyraźnie zaobserwowano na Figurze 8b, odpowiadającej próbce WN z 72,0 milirównoważników / 100 g, utworzonej z

wyjściowej mieszaniny 42,9 g chitosan / 100 g sepiolit. Piki DTA odpowiadające rozkładowi chitozanu zostały przesunięty w kierunku większych wartości temperatury, pojawiają się w 371 ° C, będąc związane ze stratą masy 10,4%. Zawartość wody w tym nanokompozycie jest 9,5% na poziomie ok 75 ° C, ze względu na charakter hydrofilowy obu składników chitozanu i sepiolit. Pik DTA przy 837 ° C odpowiada procesowi dehydroksylacji resztkowego sepiolitu. Odnośne próbki N-WN, wytworzone z tej samej mieszaniny wyjściowej i zawierające w dużym nadmiarze chitozan (94,8 milirównoważników / 100 g), pokazują dodatkowe piki krzywej DTA

(Figura 8C), w porównaniu z tym z próby WN. \\

Dodatkowo piki endotermiczne w temperaturze 68 ° C, związane z utratą wody (8,9%), i egzotermiczny pik przy 837 ° C, dzięki czemu podłoże gliny pod ogrzewaniem, trzy procesy egzotermiczne są przestrzegane. Wśród nich, piki przy 317 i 547 ° C, pojawiają się w podobnych wartościach do tych podanych w nieskazitelnym biopolimerze (fig 8a) i może być związana z nadmiarem chitozanu, który nie jest ściśle związany z podłożem gliny. W przeciwieństwie do tego procesu w 417 ° C można przypisać do rozkładu (pirolizy + spalania) zaadsorbowanego chitozanu, jak wskazano powyżej dla nanokompozytu bez nadmiaru Jak wspomniano powyżej, ten przyrost temperatury niezbędnej dla rozkładu termicznego chitozanu wskazuje na zwiększoną stabilność termiczną otrzymanego nanokompozytu chitosansepiolite.

Właściwości mechaniczne. Moduł sprężystości był uzyskany dla próbek WN i N-WN, zgodny jako warstwy z liniowej strefy napięcia vs reprezentacji odkształcania. W tabele 1 zebrano wartości otrzymane dla różnych nanokompozytów. Wartość modułu sprężystości sepiolitu nie uwzględniono, ponieważ folie takiego krzemianu wykazują dużą kruchość, zatem unika się tych pomiarów. Chitozan począwszy wytworzono jako cienkie warstwy (0,008) (0,002 mm) dające moduł sprężystości 1,5 (0,4 GPa.) Poprawa właściwości mechanicznych zarówno WN i próbkami N-WN w stosunku do wyjściowych składników: sepiolit i chitozanu, wyraźnie zaobserwowano. W rzeczywistości, zmierzone próbki wykazują typowe zachowanie synergiczne nanokopozytów polimeru gliny, w których właściwości mechaniczne elementów związanych na poziomie nanometrów są lepsze od tych elementów mierzonych osobno. Jak zaobserwowano na obrazach LT-SEM chitozan wydaje się działać, jako spoiwo łączące włókna sepiolitu i bardzo silne oddziaływanie pomiędzy dwoma składnikami może być powodem zwiększenia modułu sprężystości w próbkach nanokompozytu. Zmierzone wartości są zgodne z tymi przedstawionymi przez innych autorów dla oddziaływania chitozanu z hydroksyapatytu, jako napełniacza nieorganicznego (patrz Hu et al.). W tym przypadku materiały hybrydowe przetworzone, jako biowchłanialne implanty do tworzenia nowej kości wykazały moduł Younga: 3,4 GPa. Zaobserwowaliśmy, że próbki WN wykazują liniową zależność między modułem i ilością zaadsorbowanego chitozanu (Figura 9a), w przeciwieństwie do tego obserwowanego dla próbek N-WN (figura 9b).Takie zachowanie można przypisać niskiej jednorodności obserwowanej w tych ostatnich próbkach, szczególnie w próbkach N-WN o wysokiej zawartości chitozanu związanego z substratem sepiolitu.Całkowity błąd w pomiarach można przypisać głównie z powodu błędu oznaczeń grubość warstwy, będącej wyższą w próbkach WN, które wykazują niższe wartości grubości (tabela 1). Przykładem materiałów BioHybrydowych opartych na naturalnych, zasobnych, tanich i przyjaznych dla środowiska środków są tu wykazane. Interakcja sepiolitu z kationowymi biopolimer chitozanu skutkuje nanostrukturalnymi BioHybrid materiałami zapewniające ulepszone właściwości mechaniczne. Silne oddziaływanie pomiędzy zarówno organicznych i nieorganicznych cząstek potwierdza kilka technik charakteryzacji, wliczając w to FTIR, LT-SEM, oraz dynamiczne analizy mechaniczne. Stabilność termiczna nanokompozytów chitozanu-sepiolit, zwiększa się również w odniesieniu do niezkazitlengo biopolimeru. Potencjometria została zastosowana po raz pierwszy, dla naszej najlepszej wiedzy, jako narzędzie do poznania jonowego charakteru wymiany powstałych nanokompozytów chitozan-sepiolitu.Ponadto na podstawie pomiaru wartości pH w postaci zawiesiny tych nanokompozytów, stwierdzono, że próbki chitozan-sepiolit są rezerwuarem H + powodujące zakwaszenie środowiska.’Zmierzony moduł sprężystości na wszystkich przygotowanych próbek potwierdza polepszenie ich właściwości mechanicznych, w stosunku do gliny lub polimeru wziętych/badanych oddzielnie, ze względu na silne oddziaływanie podłoża/substratu (substrate) pomiędzy chitozanem i sepiolitem. Tak więc, nowe materiały hybrydowe typu chitosan-sepiolit są przetwarzane jako samonośne warstwy, które mogłyby potencjalnie być wykorzystywane w różnych zastosowaniach, takich jak procesy rozdzielania mieszanin gazowych, części do czujników elektrochemicznych lub membran w urządzeniach z ogniwami paliwowymi.

.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Ogolnotech dla Bio I WYKLAD IV
BIO remediacja, stymulacja, augmentacja
analiza ryzyka bio id 61320 Nieznany
bio gle srod roz
odpowiedzi-Habryka zagadnienia do kolosa, INZYNIERIA-BIO, ENZYMY, A Habryka Zamawiany i Aut2
Wstęp do teorii tłumaczeń 31.05.2010, moczulski
koło1-materiał, BIO, Diagnostyka Laboratoryjna, Immunologia, Immunohematologia
w2, studia, bio, 4rok, 7sem, inżynieria bioprocesowa i bioreaktorowa, bioprocesy (1 koło)
wszystko krio bio las galwa leki, fizykoterapia(2)
GENETYKA 2, bio-zadania do matury
Region Francji Poitou Charentes Tłumaczenie
Żakiecik tłumaczenie
wolne tłumaczenie
3 koło bio
Tlumaczenie ICF PL
Ogolnotech(dla Bio I) W VI
Bio (43)
Bibliografia polskich tłumaczeń tekstów patrystycznych
Bio (28)

więcej podobnych podstron