9157474326

INŻYNIERIA ŚRODOWISKA - MŁODYM OKIEM TOM 4. 2014

funkcyjne, które pozwalają na formowanie mostków pomiędzy łańcuchami polimeru. Do najczęściej stosowanych czynników sieciujących używanych do sieciowania chitozanu należą: dialdehydy takie jak glioksal, formaldehyd i aldehyd glutarowy (GLU) [14]. Aldehyd glutarowy reaguje z chitozanem sieciując go międzycząsteczkowo i wewnątrzcząsteczkowo poprzez formownie wiązań kowalencyjnych z grupami aminowymi polimeru. Jednym z zagrożeń zastosowania aldehydu glutarowego jest jego toksyczność, nawet w przypadku oczyszczenia polimeru z nieprzereagowanego aldehydu. Innymi związkami sieciującymi są epoksydy, takie jak epichlorohydryna (ECH) i eter etylenowy glikolu diglicydylowego (EGDE), izocyjaniany i inne, np. kwasy karboksylowe [8]. Zaletą sieciowania kulek przy użyciu ECH jest fakt, że epichlorohydryna nie eliminuje kationowych aminowych grup funkcyjnych polimeru, które odgrywają główną rolę przy usuwaniu anionowych barwników podczas procesu adsorpcji. Kowalencyjne sieciowanie chitozanu zależy przede wszystkim od wielu parametrów, szczególnie jednak od stężenia związku sieciującego. Podczas takiego sieciowania polimeru wskazane jest zastosowanie chitozanu o większej masie molowej, wysokim stopniu deacetylacji oraz zastosowanie wyższej temperatury procesu sieciowania.

Sieciowanie głównie ma na celu zwiększenie wytrzymałości mechanicznej oraz wzmocnienie stabilności chemicznej chitozanu w środowisku kwaśnym. Wadą sieciowania jest zmniejszenie ilości wolnych grup aminowych oraz reaktywności polimeru. Sieciowanie zmniejsza również dostępność do wewnętrznych miejsc materiału sieciowanego i prowadzi do zmniejszenia elastyczności łańcucha polimerowego. Może to skutkować zmniejszeniem pojemności sorpcyjnej sorbentu zwłaszcza, gdy w reakcji wiązania zanieczyszczenia biorą udział grupy aminowe, które są bardziej podatne na sieciowanie niż grupy hydroksylowe chitozanu.

1.5. Mechanizmy adsorpcji na chitozanie

Głównym wyzwaniem przy zastosowaniu adsorpcji jest wytypowanie najbardziej adekwatnego i obiecującego adsorbentu, który będzie cechował się dużą efektywnością adsorpcji danego zanieczyszczenia oraz niskim kosztem zakupu. Następnym krokiem jest identyfikacja mechanizmu/ów adsorpcji czyli interakcji występujących na powierzchni adsorbent - adsorbat.

Przyjęto dwa mechanizmy adsorpcji metali na chitozanie: interakcje elektrostatyczne w środowisku kwaśnym (wymiana jonowa) oraz chelatację metali. Adsorpcja jonów metali zachodzi przez pojedyncze lub mieszane mechanizmy łącznie z koordynacją grup aminowych lub kombinacją sąsiadujących grup hydroksylowych i wymianę jonową z protonowanymi