Name: Otrzymywanie ekspandowanych pianek chitynowych i ich zastosowanie w usuwaniu wodnych roztworów miedzi (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-02-27T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 36 s
Description: Poznaj metodę ekspansji chitynu do pianek o dużej powierzchni właściwej przy użyciu azotku sodu i wody. Protokół umożliwia skuteczne usuwanie jonów miedzi z roztworów wodnych bez konieczności stosowania specjalistycznego sprzętu.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Badania były sponsorowane przez Combat Capabilities Development Command Army Research Laboratory (Numer umowy o współpracy W911NF-15-2-0020). Wszelkie opinie, ustalenia i wnioski lub zalecenia wyrażone w tym materiale są opiniami autorów i niekoniecznie odzwierciedlają poglądy Army Research Lab.
Dziękujemy Centrum Zaawansowanego Przetwarzania Materiałów (CAMP) na Uniwersytecie Technologicznym w Montanie za użycie niektórych specjalistycznych urządzeń wymaganych w tym badaniu. Dziękujemy również Gary'emu Wyssowi, Nancy Oyer, Rickowi LaDouceurowi, Johnowi Kirtleyowi i Katherine Zodrow za pomoc techniczną i pomocne dyskusje.

1. Przygotowanie rozszerzonej chityny
<ol>
	<li>Przygotuj 250 mL 5% wagowo roztworu LiCl w dimetyloacetamidy (DMAc) 
	OSTRZEŻENIE: Rozpuszczalnik DMAc jest łatwopalnym substancją drażniącą, która może wpływać na płodność i powodować wady wrodzone. DMAc należy stosować w dygestorium, używając rękawic i gogli odpornych na chemikalia, aby uniknąć kontaktu ze skórą i oczami.
	<ol>
		<li>Do kolby Erlenmeyera o pojemności 500 mL dodaj 15 g LiCl oraz 285 g (268 mL) DMAc, a następnie wprowadź magnetyczny mieszadło z powłoką z politetrafluoroetylenu (PTFE) o długości 50 mm.</li>
		<li>Zamknij kolbę gumową septą i ustaw ją na grzejnej płytce z mieszadłem. Przez septę wprowadź do mieszaniny sondę temperatury. Mieszaj roztwór przy 400 rpm i 80 °C aż do całkowitego rozpuszczenia LiCl (~ 4 h).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Rozpuść 1,0 g suszonych w suszarce płatków chityny w roztworze LiCl/DMAc w celu utworzenia sol-żelu
	<ol>
		<li>Wysusz co najmniej 1,2 g płatków chityny w suszarce w temperaturze 80 °C przez 24 h.</li>
		<li>Do kolby okrągłodziennej o pojemności 500 mL dodaj 1,0 g wysuszonych płatków chityny oraz 250 mL 5% wagowo roztworu LiCl/DMAc. Wprowadź magnetyczne mieszadło z powłoką PTFE o długości 50 mm.</li>
		<li>Zamknij kolbę gumową septą i ustaw ją na grzejnym bloku z mieszadłem. Przebij septę igłą, aby umożliwić odprowadzanie gazów z kolby. Rozgrzej blok do 80 °C i mieszaj zawiesinę przy 400 rpm aż do całkowitego rozpuszczenia chityny (24-48 h).</li>
		<li>Pozostaw otrzymany sol-żel chitynowy do powolnego ostygnięcia do temperatury pokojowej przy ciągłym mieszaniu (~ 1 h).</li>
		<li>Po osiągnięciu temperatury pokojowej umieść kolbę z sol-żelem chitynowym w kąpieli lodowej i kontynuuj mieszanie, aż temperatura się ustabilizuje (~ 20 min).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotuj 100 mL zawiesiny NaH w DMAc. 
	OSTRZEŻENIE: NaH w kontakcie z wodą wydziela łatwopalne gazy, które mogą ulec samozapłonowi. Aby ograniczyć kontakt z wilgotnym powietrzem, NaH przechowuje się w oleju mineralnym, który należy wypłukać przed użyciem. Należy obchodzić się z substancją ostrożnie w dygestorium, używając rękawic i gogli odpornych na chemikalia.
	<ol>
		<li>Pobierz około 1 g NaH z oleju mineralnego i wypłucz go trzykrotnie za pomocą 10 mL heksanów.</li>
		<li>Do kolby Erlenmeyera o pojemności 250 mL wlej 100 mL DMAc, następnie dodaj 0,82 g wypłukanego NaH i wprowadź magnetyczne mieszadło z powłoką PTFE.</li>
		<li>Zamieszaj zawiesinę, aby otrzymać suspensję NaH/DMAc. 
		UWAGA: NaH nie rozpuści się całkowicie.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Utwórz żel chitynowy, dodając całą zawiesinę NaH/DMAc do sol-żelu chitynowego.
	<ol>
		<li>Otwórz schłodzony sol-żel i dodaj całą zawiesinę NaH przy intensywnym mieszaniu. Zamknij kolbę i kontynuuj mieszanie przy 400 rpm przez 72 h lub do momentu utworzenia się żelu w kolbie.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Utwórz piankę chitynową, dodając wodę do żelu chitynowego.
	<ol>
		<li>Po utworzeniu żelu otwórz kolbę i dodaj 100 mL wody dejonizowanej (DI). 
		UWAGA: Kluczowe jest przeprowadzenie tego kroku w dygestorium, ponieważ w procesie wydziela się gaz H2.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wyizoluj i przemyj piankę chitynową wodą oraz metanolem, aby usunąć DMAc i sole.
	<ol>
		<li>Wyjmij spęcznioną piankę chitynową z kolby i umieść ją w szalce krystalizacyjnej lub zlewce wystarczająco dużej, aby pomieścić próbkę oraz 1000 mL wody DI. 
		UWAGA: Pianka chitynowa nie wyjdzie w jednym kawałku i może wymagać rozdzielenia.</li>
		<li>Przepłucz wyizolowany żel trzykrotnie 500 mL wody DI. Moczy żel w 1000 mL wody DI przez 24 h, następnie w 500 mL metanolu przez 24 h, a na koniec ponownie w 1000 mL wody DI przez 24 h.</li>
		<li>Wyjmij spęcznioną piankę chitynową z kąpieli wodnej i pozostaw do wyschnięcia na powietrzu przez 24-48 h.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wysusz przemyty żel chitynowy, aby utworzyć stałą piankę, a następnie rozetrzyj go na proszek.
	<ol>
		<li>Wysusz żel w suszarce w temperaturze 85 °C przez 48 h w powietrzu otoczenia lub w liofilizatorze w temperaturze -43 °C i ciśnieniu 0,024 mbar przez 48 h.</li>
		<li>Za pomocą moździerza i tłuczka rozetrzyj suchą piankę chitynową na drobny proszek.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Schemat procesu deacetylacji chityny z etapami A-E; obejmuje LiCl, DMAc, NaOH i metody suszenia." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62301/62301fig02.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 2"> 
Rysunek 2. Przygotowanie ekspandowanej pianki chitynowej. (A) Początkowa chityna w roztworze LiCl/DMAc. (B) Dodanie zawiesiny NaH/DMAc. (C) Pianka chitynowa po dodaniu wody. (D) Pianka chitynowa wyjęta z kolby reakcyjnej. (E) Pianka chitynowa podczas płukania wodą. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62301/62301fig02large.jpg" target="_blank">Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
2. Wyznaczenie izoterm adsorpcji
<ol>
	<li>Przygotuj 500 mL roztworów zapasowych wodnego Cu2+ (MW 63,5 g/mol) o stężeniach 50 mg/L, 100 mg/L, 200 mg/L, 300 mg/L, 400 mg/L oraz 450 mg/L. W tym celu do sześciu osobnych naczyń dodaj odpowiednio 90 mg, 180 mg, 360 mg, 540 mg, 720 mg i 810 mg Cu(NO3)2· 2,5 H2O (MW 232,6 g/mol). Dolej 500 mL wody o oporności 18 MΩ, zamknij naczynia i wstrząśnij do całkowitego rozpuszczenia substancji stałych.</li>
	<li>Dodaj 50 mg chityny do 100 mL każdego roztworu zapasowego, dostosuj pH do wartości 7 i pozostaw do osiągnięcia stanu równowagi przez 48 h.
	<ol>
		<li>Przenieś 100 mL każdego roztworu zapasowego do naczynia o pojemności 100 mL w taki sposób, aby zminimalizować przestrzeń nad cieczą. Do każdego naczynia dodaj 50 mg zmielonej chityny, a następnie je zamknij.</li>
		<li>Umieść naczynia na wytrząsarce orbitalnej i wstrząsaj z prędkością 60 rpm przez 30 min. Następnie zdejmij naczynia z wytrząsarki i dostosuj pH do 7, używając NH4HCO3 lub HNO3.</li>
		<li>Ponownie umieść naczynia na wytrząsarce orbitalnej i wstrząsaj z prędkością 60 rpm w stałej temperaturze przez 48 h. Przez cały czas utrzymuj w laboratorium temperaturę 18 ± 2 °C.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zmierz stężenie Cu w początkowych roztworach zapasowych oraz w roztworach, do których dodano chitynę. Zastosuj kolorymetryczną metodę bicinchoninianową, kolorymetr oraz wcześniej odmierzone pakiety odczynników27.
	<ol>
		<li>Zdejmij naczynia z wytrząsarki orbitalnej, odstaw mieszaniny na minimum 30 min, a następnie pobierz 1 mL alikwotu za pomocą strzykawki wyposażonej w szklany filtr z włókna szklanego o rozmiarze porów 0,3 µm.</li>
		<li>Przenieś alikwot do naczynia o pojemności 250 mL i rozcieńcz do 100 mL wodą o oporności 18 MΩ. 
		UWAGA: Krok ten jest niezbędny ze względu na niską granicę wykrywalności Cu (5 mg/L) w metodzie bicinchoninianowej przy użyciu kolorymetru.</li>
		<li>Przenieś 10 mL rozcieńczonej próbki do kuwety. Umieść kuwetę w kolorymetrze i ustaw zero urządzenia.</li>
		<li>Dodaj jeden pakiet odmierzonego odczynnika do Cu (metoda bicinchoninianowa) do rozcieńczonej próbki w kuwecie i odczekaj 45 s aż reakcja chelatowania dobiegnie końca. Odczekaj, aż roztwór stanie się fioletowy. Intensywność powstałego koloru jest proporcjonalna do stężenia Cu.</li>
		<li>Umieść kuwetę ponownie w kolorymetrze i zmierz stężenie Cu w rozcieńczonej próbce. Pomnóż stężenie rozcieńczonej próbki przez 100, aby otrzymać stężenie w próbce pierwotnej.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wyznacz maksymalną adsorpcję Cu na podstawie danych izotermy adsorpcji.
	<ol>
		<li>Oblicz stopień adsorpcji dla każdej próbki dla każdego równowagowego stężenia Cu, korzystając z równania28: 
		<img alt="Wzór na równowagę adsorpcji; symbole: stopień adsorpcji, stężenie; edukacyjny schemat chemiczny." src="/files/ftp_upload/62301/62301eq01.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Równanie 1"></li>
		<li>Nanieś stopień adsorpcji w funkcji stężenia równowagowego próbek, aby uzyskać standardową izotermę adsorpcji Cu.</li>
		<li>Nanieś stosunek stężenia równowagowego do stopnia adsorpcji w funkcji stężenia równowagowego, aby uzyskać zlinearyzowaną izotermę adsorpcji Cu. 
		UWAGA: Wykres powinien być liniowy, a odwrotność nachylenia prostej reprezentuje maksymalną adsorpcję Cu.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Rinaudo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chitin+and+chitosan%3A+Properties+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Polymer+Science%22%5BJournal%5D)">Chitin and chitosan: Properties and applications.</a> Progress in Polymer Science. 31 (7), 603-632 (2006).</li>
<li>Percot, A., Viton, C., Domard, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimization+of+chitin+extraction+from+shrimp+shells%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Optimization of chitin extraction from shrimp shells.</a> Biomacromolecules. 4 (1), 12-18 (2003).</li>
<li>Austin, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chitin+solvents+and+solubility+parameters%5BTitle%5D)+AND+%22Chitin%2C+Chitosan%2C+and+Related+Enzymes%22%5BJournal%5D)">Chitin solvents and solubility parameters.</a> Chitin, Chitosan, and Related Enzymes. , 227-237 (1984).</li>
<li>Deepthi, S., Venkatesan, J., Kim, S. K., Bumgardner, J. D., Jayakumar, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+overview+of+chitin+or+chitosan%2Fnano+ceramic+composite+scaffolds+for+bone+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Biological+Macromolecules%22%5BJournal%5D)">An overview of chitin or chitosan/nano ceramic composite scaffolds for bone tissue engineering.</a> International Journal of Biological Macromolecules. 93, 1338-1353 (2016).</li>
<li>Tao, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applications+of+chitin+and+chitosan+nanofibers+in+bone+regenerative+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Carbohydrate+Polymers%22%5BJournal%5D)">Applications of chitin and chitosan nanofibers in bone regenerative engineering.</a> Carbohydrate Polymers. 230, 115658(2020).</li>
<li>Zhao, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+the+morphological+and+physical+properties+of+a+soft+tissue+scaffold+by+manipulating+DD+and+DS+of+O-carboxymethyl+chitin%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Bio+Materials%22%5BJournal%5D)">Regulation of the morphological and physical properties of a soft tissue scaffold by manipulating DD and DS of O-carboxymethyl chitin.</a> ACS Applied Bio Materials. 3 (9), 6187-6195 (2020).</li>
<li>Duan, Y., Freyburger, A., Kunz, W., Zollfrank, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellulose+and+chitin+composite+materials+from+an+ionic+liquid+and+a+green+co-solvent%5BTitle%5D)+AND+%22Carbohydrate+Polymers%22%5BJournal%5D)">Cellulose and chitin composite materials from an ionic liquid and a green co-solvent.</a> Carbohydrate Polymers. 192, 159-165 (2018).</li>
<li>Kadokawa, J., Takegawa, A., Mine, S., Prasad, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+chitin+nanowhiskers+using+an+ionic+liquid+and+their+composite+materials+with+poly%28vinyl+alcohol%29%5BTitle%5D)+AND+%22Carbohydrate+Polymers%22%5BJournal%5D)">Preparation of chitin nanowhiskers using an ionic liquid and their composite materials with poly(vinyl alcohol).</a> Carbohydrate Polymers. 84 (4), 1408-1412 (2011).</li>
<li>Chen, Z., Wang, J., Qi, H. J., Wang, T., Naguib, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Green+and+sustainable+layered+chitin-vitrimer+composite+with+enhanced+modulus%2C+reprocessability%2C+and+smart+actuator+function%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Sustainable+Chemistry+and+Engineering%22%5BJournal%5D)">Green and sustainable layered chitin-vitrimer composite with enhanced modulus, reprocessability, and smart actuator function.</a> ACS Sustainable Chemistry and Engineering. 8 (40), 15168-15178 (2020).</li>
<li>Zhang, Z., Lucia, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chitin-clay+composite+gels+with+enhanced+thermal+stability+prepared+in+a+green+and+facile+approach%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Science%22%5BJournal%5D)">Chitin-clay composite gels with enhanced thermal stability prepared in a green and facile approach.</a> Journal of Materials Science. 56 (4), 3600-3611 (2021).</li>
<li>Ahmed, M. J., Hameed, B. H., Hummadi, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+on+recent+progress+in+chitosan%2Fchitin-carbonaceous+material+composites+for+the+adsorption+of+water+pollutants%5BTitle%5D)+AND+%22Carbohydrate+Polymers%22%5BJournal%5D)">Review on recent progress in chitosan/chitin-carbonaceous material composites for the adsorption of water pollutants.</a> Carbohydrate Polymers. 247, 116690(2020).</li>
<li>Matsuoka, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydration+of+nitriles+to+amides+by+a+chitin-supported+ruthenium+catalyst%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Advances%22%5BJournal%5D)">Hydration of nitriles to amides by a chitin-supported ruthenium catalyst.</a> RSC Advances. 5 (16), 12152-12160 (2015).</li>
<li>Wang, Y., Li, Y., Liu, S., Li, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+chitin+microspheres+and+their+multipurpose+application+as+catalyst+support+and+adsorbent%5BTitle%5D)+AND+%22Carbohydrate+Polymers%22%5BJournal%5D)">Fabrication of chitin microspheres and their multipurpose application as catalyst support and adsorbent.</a> Carbohydrate Polymers. 120, 53-59 (2015).</li>
<li>Anastopoulos, I., Bhatnagar, A., Bikiaris, D., Kyzas, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chitin+Adsorbents+for+Toxic+Metals%3A+A+Review%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Molecular+Sciences%22%5BJournal%5D)">Chitin Adsorbents for Toxic Metals: A Review.</a> International Journal of Molecular Sciences. 18 (1), 114(2017).</li>
<li>Habiba, U., Afifi, A. M., Salleh, A., Ang, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chitosan%2F%28polyvinyl+alcohol%29%2Fzeolite+electrospun+composite+nanofibrous+membrane+for+adsorption+of+Cr6%2B%2C+Fe3%2B+and+Ni2%2B%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Hazardous+Materials%22%5BJournal%5D)">Chitosan/(polyvinyl alcohol)/zeolite electrospun composite nanofibrous membrane for adsorption of Cr6+, Fe3+ and Ni2+.</a> Journal of Hazardous Materials. 322, 182-194 (2017).</li>
<li>Kim, U. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+adsorption+of+dialdehyde+cellulose-crosslinked+chitosan+with+high+amino+group+contents%5BTitle%5D)+AND+%22Carbohydrate+Polymers%22%5BJournal%5D)">Protein adsorption of dialdehyde cellulose-crosslinked chitosan with high amino group contents.</a> Carbohydrate Polymers. 163, 34-42 (2017).</li>
<li>He, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+PVA+nanofibers+grafted+with+octaamino-POSS+and+their+application+in+heavy+metal+adsorption%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Polymers+and+the+Environment%22%5BJournal%5D)">Fabrication of PVA nanofibers grafted with octaamino-POSS and their application in heavy metal adsorption.</a> Journal of Polymers and the Environment. , (2020).</li>
<li>Tian, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospinning+of+polyvinyl+alcohol+into+crosslinked+nanofibers%3A+An+approach+to+fabricate+functional+adsorbent+for+heavy+metals%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Hazardous+Materials%22%5BJournal%5D)">Electrospinning of polyvinyl alcohol into crosslinked nanofibers: An approach to fabricate functional adsorbent for heavy metals.</a> Journal of Hazardous Materials. 378, (2019).</li>
<li>Meille, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+on+methods+to+deposit+catalysts+on+structured+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Catalysis+A%3A+General%22%5BJournal%5D)">Review on methods to deposit catalysts on structured surfaces.</a> Applied Catalysis A: General. 315, 1-17 (2006).</li>
<li>Dotto, G. L., Cunha, J. M., Calgaro, C. O., Tanabe, E. H., Bertuol, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+modification+of+chitin+using+ultrasound-assisted+and+supercritical+CO2+technologies+for+cobalt+adsorption%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Hazardous+Materials%22%5BJournal%5D)">Surface modification of chitin using ultrasound-assisted and supercritical CO2 technologies for cobalt adsorption.</a> Journal of Hazardous Materials. 295, 29-36 (2015).</li>
<li>Phongying, S., Aiba, S., Chirachanchai, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+chitosan+nanoscaffold+formation+via+chitin+whiskers%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">Direct chitosan nanoscaffold formation via chitin whiskers.</a> Polymer. 48 (1), 393-400 (2007).</li>
<li>Tan, T. S., Chin, H. Y., Tsai, M. L., Liu, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+alterations%2C+pore+generation%2C+and+deacetylation+of+%CE%B1-+and+%CE%B2-chitin+submitted+to+steam+explosion%5BTitle%5D)+AND+%22Carbohydrate+Polymers%22%5BJournal%5D)">Structural alterations, pore generation, and deacetylation of α- and β-chitin submitted to steam explosion.</a> Carbohydrate Polymers. 122, 321-328 (2015).</li>
<li>Chang, F. S., Chin, H. Y., Tsai, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+chitin+with+puffing+pretreatment%5BTitle%5D)+AND+%22Research+on+Chemical+Intermediates%22%5BJournal%5D)">Preparation of chitin with puffing pretreatment.</a> Research on Chemical Intermediates. 44 (8), 4939-4955 (2018).</li>
<li>Goodrich, J. D., Winter, W. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%CE%B1-Chitin+Nanocrystals+prepared+from+shrimp+shells+and+their+specific+surface+area+measurement%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">α-Chitin Nanocrystals prepared from shrimp shells and their specific surface area measurement.</a> Biomacromolecules. 8 (1), 252-257 (2007).</li>
<li>Rolandi, M., Felts, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRolandi%2C+M+%22Naturally+sourced+chitin+foam%22">Naturally sourced chitin foam</a>. , US 2020/0239670 A1 (2020).</li>
<li>McDermott, S., Hailer, M. K., Lead, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Meconium+identifies+high+levels+of+metals+in+newborns+from+a+mining+community+in+the+U.S%5BTitle%5D)+AND+%22Science+of+the+Total+Environment%22%5BJournal%5D)">Meconium identifies high levels of metals in newborns from a mining community in the U.S.</a> Science of the Total Environment. 707, 135528(2020).</li>
<li>Hach Handbook of Water Analysis. Copper, Bicinchoninate Method, Method 8506. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Hach+Handbook+of+Water+Analysis%22">Hach Handbook of Water Analysis</a>. , (1979).</li>
<li>Crittenden, J. C., Trusell, R. R., Hand, D. R., Howe, K. J., Tchbanoglous, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adsorption%5BTitle%5D)+AND+%22MWH%27s+Water+Treatment%22%5BJournal%5D)">Adsorption.</a> MWH's Water Treatment. , 1117(2012).</li>
<li>Focher, B., Beltrame, P. L., Naggi, A., Torri, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alkaline+N-deacetylation+of+chitin+enhanced+by+flash+treatments.+Reaction+kinetics+and+structure+modifications%5BTitle%5D)+AND+%22Carbohydrate+Polymers%22%5BJournal%5D)">Alkaline N-deacetylation of chitin enhanced by flash treatments. Reaction kinetics and structure modifications.</a> Carbohydrate Polymers. 12 (4), 405-418 (1990).</li>
<li>Scherrer, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+the+size+and+the+internal+structure+of+colloidal+particles+by+means+of+X-rays%5BTitle%5D)+AND+%22News+from+the+Society+of+Sciences+in+G%C3%B6ttingen%2C+Mathematical-+Physical+Class%22%5BJournal%5D)">Determination of the size and the internal structure of colloidal particles by means of X-rays.</a> News from the Society of Sciences in Göttingen, Mathematical- Physical Class. 2, 98-100 (1918).</li>
<li>Brunauer, S., Emmett, P. H., Teller, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adsorption+of+gases+in+multimolecular+layers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Adsorption of gases in multimolecular layers.</a> Journal of the American Chemical Society. 60 (2), 309-319 (1938).</li>
<li>Sing, K. S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adsorption+methods+for+the+characterization+of+porous+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Advances+in+Colloid+and+Interface+Science%22%5BJournal%5D)">Adsorption methods for the characterization of porous materials.</a> Advances in Colloid and Interface Science. 76-77, 3-11 (1998).</li>
<li>Rouquerol, J., Llewellyn, P., Rouquerol, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Is+the+bet+equation+applicable+to+microporous+adsorbents%5BTitle%5D)+AND+%22Studies+in+Surface+Science+and+Catalysis%22%5BJournal%5D)">Is the bet equation applicable to microporous adsorbents.</a> Studies in Surface Science and Catalysis. 160, 49-56 (2007).</li>
<li>Vorokh, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scherrer+formula%3A+estimation+of+error+in+determining+small+nanoparticle+size%5BTitle%5D)+AND+%22Nanosystems%3A+Physics%2C+Chemistry%2C+Mathematics%22%5BJournal%5D)">Scherrer formula: estimation of error in determining small nanoparticle size.</a> Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. , 364-369 (2018).</li>
<li>Labidi, A., Salaberria, A. M., Fernandes, S. C. M., Labidi, J., Abderrabba, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adsorption+of+copper+on+chitin-based+materials%3A+Kinetic+and+thermodynamic+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Taiwan+Institute+of+Chemical+Engineers%22%5BJournal%5D)">Adsorption of copper on chitin-based materials: Kinetic and thermodynamic studies.</a> Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 65, 140-148 (2016).</li>
<li>Tian, M., Zhao, T. Q., Chin, P. L., Liu, B. S., Cheung, A. S. -C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methane+and+propane+co-conversion+study+over+zinc%2C+molybdenum+and+gallium+modified+HZSM-5+catalysts+using+time-of-flight+mass-spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Methane and propane co-conversion study over zinc, molybdenum and gallium modified HZSM-5 catalysts using time-of-flight mass-spectrometry.</a> Chemical Physics Letters. 592, 36-40 (2014).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Proponowana metoda wytwarzania pianki chitynowej pozwala na wytwarzanie takich pianek bez konieczności stosowania specjalistycznego sprzętu czy technik. Produkcja pianki chitynowej opiera się na zawiesinie wodorku sodu w zol-żelu chityny. Kontakt z wodą z atmosfery indukuje żelowanie matrycy chitynowej i wydzielanie się wodoru w wyniku rozkładu wodorku sodu. Dlatego krytycznymi etapami preparatu są: (1) wytworzenie zol-żelu, (2) wprowadzenie wodorku sodu w warunkach bezwodnych oraz (3) reakcja wody atmosferycznej z miesz...

Chityna jest mechanicznie wytrzymałym i chemicznie obojętnym biopolimerem, ustępującym pod względem naturalnej liczności jedynie celulozie1. Jest głównym składnikiem egzoszkieletu stawonogów oraz ścian komórkowych grzybów i drożdży2. Chityna przypomina celulozę, jednak jedna grupa hydroksylowa każdego monomeru została zastąpiona grupą acetylaminową (Rysunek 1A,B). Różnica ta zwiększa siłę wiązań wodorowych między sąsiednimi łańcuchami polimeru, co nadaje chitynie charakterystyczną odporność strukturalną i obojętność chemiczną2,3. Ze względu na swoje właściwości i powszechność, chityna wzbudziła znaczne zainteresowanie przemysłowe i akademickie. Badano ją jako rusztowanie do wzrostu tkanek4,5,6, jako składnik materiałów kompozytowych7,8,9,10,11 oraz jako nośnik dla adsorbentów i katalizatorów11,12,13,14. W szczególności jej stabilność chemiczna sprawia, że chityna jest atrakcyjna w zastosowaniach adsorpcyjnych w warunkach niekorzystnych dla powszechnie stosowanych adsorbentów14. Ponadto obecność licznych grup aminowych czyni chitynę skutecznym adsorbentem jonów metali15. Jednakże protonowanie grup aminowych w warunkach kwasowych zmniejsza zdolność adsorpcyjną chityny względem metali16. Skuteczną strategią jest wprowadzenie centrów adsorpcyjnych bardziej odpornych na protonowanie17,18. W niniejszej pracy opisano natomiast prostą metodę zwiększania powierzchni właściwej, a tym samym liczby centrów adsorpcyjnych w chitynie.
<img alt="Warianty struktury chitosanu, wzory chemiczne, schematy polisacharydów dla badań nad inżynierią materiałową." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62301/62301fig01.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1. Struktura chemiczna. (A) celuloza, (B) chityna, (C) chitosan. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62301/62301fig01large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
Pomimo wielu potencjalnych zastosowań, chityna jest wykorzystywana w stopniu niewystarczającym. Przetwarzanie chityny jest trudne ze względu na jej niską rozpuszczalność w większości rozpuszczalników. Kluczowym ograniczeniem w jej zastosowaniu w katalizie i adsorpcji jest niska powierzchnia właściwa. Podczas gdy typowe nośniki węglowe i tlenki metali mają powierzchnie właściwe rzędu 102-103 m2/g, komercyjne płatki chityny mają powierzchnie rzędu 10 m2/g19,20,21. Istnieją metody rozprężania chityny do postaci pianek, jednak niezmiennie opierają się one na wysokiej temperaturze i ciśnieniu, silnych kwasach i zasadach lub specjalistycznym sprzęcie, co stanowi znaczną barierę wejścia5,21,22,23,24,25. Ponadto metody te mają tendencję do deacetylacji chityny w celu utworzenia chitozanu (Rysunek 1C) – biopolimeru o większej rozpuszczalności i reaktywności5,25,26.
W niniejszym dokumencie opisano metodę ekspandowania chityny w stałe pianki w celu zwiększenia jej powierzchni właściwej oraz zdolności adsorpcyjnej, przy jednoczesnym zachowaniu jej integralności chemicznej. Metoda ta opiera się na gwałtownym wydzielaniu gazu z wnętrza żelu chitynowego i nie wymaga specjalistycznego sprzętu. Zwiększoną zdolność adsorpcyjną ekspandowanej chityny wykazano na przykładzie wodnych roztworów Cu2+, która jest powszechnym zanieczyszczeniem lokalnych wód gruntowych26.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td>Jednostka</td>
			<td>Czysty płatek</td>
			<td>Pieczona pianka</td>
			<td>Liofilizowana piana</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Krystaliczność</td>
			<td>%</td>
			<td>88</td>
			<td>74</td>
			<td>58</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wielkość kryształów</td>
			<td>nm</td>
			<td>6.5</td>
			<td>4.4</td>
			<td>4.4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Powierzchnia właściwa</td>
			<td>m2/g</td>
			<td>12.6 ± 2.1</td>
			<td>43.1 ± 0.2</td>
			<td>73.9 ± 0.2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pobieranie miedzi (Cu)</td>
			<td>mg/g</td>
			<td>13.8 ± 2.9</td>
			<td>48.6 ± 1.9</td>
			<td>73.1 ± 2.0</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pobieranie Cu</td>
			<td>atom/nm2</td>
			<td>10.5 ± 2.8</td>
			<td>10.7 ± 0.4</td>
			<td>9.4 ± 0.3</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tabela 1. Podsumowanie właściwości materiałów. Pianki chitynowe wykazują niższą krystaliczność i mniejszy rozmiar kryształów w porównaniu do czystych płatków chityny. Jednakże powierzchnia właściwa oraz stopień pochłaniania Cu w piankach chitynowych są proporcjonalnie wyższe niż w przypadku czystych płatków chityny.

<table><tbody><tr><td>Wodorowęglan amonu</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>9830</td><td>NH4HCO3, &ge; 99,5 %</td></tr> <tr><td>Chityna</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C7170</td><td>Pandalus borealis, praktyczny</td></tr><tr><td>kolorymetr</td><td>klasy Hanna Instruments</td><td>HI83399-01</td><td>Fotometr do analizy ścieków</td></tr><tr><td>Miedziany kontroler wysokiego zakresu</td><td>Hanna Instruments</td><td>HI702</td><td>Miareczkowanie kolorymetryczne bicinchoninianu</td></tr><tr><td>Hydrat azotanu miedzi&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>223395</td><td>Cu(NO3)2 &middot; 2.5 H2O, 98 %</td></tr><tr><td>Dimetyloacetamid (DMAc)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>271012</td><td>Bezwodny, 99.8 %</td></tr><tr><td>IR Spektrofotometr</td><td>Thermo Nicolet</td><td>Nexus 670</td><td>Wyposażony w ogniwo ATR</td></tr><tr><td>Chlorek litu</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>310468</td><td>LiCl, &ge; 99 %</td></tr><tr><td>N2 Aparatura fizsorpcyjna</td><td>Micromeritics</td><td>Tristar II</td><td></td></tr><tr><td>Kwas azotowy</td><td>BDH</td><td>BDH7208-1</td><td>HNO3, 0,1 N</td></tr><tr><td>Skaningowy mikroskop elektronowy</td><td>Zeiss LEO</td><td>1430 VP</td><td>15 kV, wtórny detektor elektronów, odległość robocza 29-31 mm</td></tr><tr><td>Wodorek sodu</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>223441</td><td>NaH, pakowany w olej mineralny, 90 %</td></tr><tr><td>Termograwimetryczny analizator</td><td>TA Instruments</td><td>Q500</td><td>100 ml/min N2, 10 &deg; C/min do 800 &deg; C</td></tr><tr><td>System oczyszczania wody</td><td>Millipore</td><td>Milli-Q</td><td>Typ A woda (18 M&Omega;)</td></tr><tr><td>Dyfraktometr rentgenowski</td><td>Rigaku</td><td>Ultima IV</td><td>Cu K-&alpha; promieniowanie, 8,04 keV</td></tr></tbody></table>

otrzymywanie ekspandowanych pianek chitynowych i ich zastosowanie w usuwaniu wodnych roztworów miedzi

Preparation of Expanded Chitin Foams and their Use in the Removal of Aqueous Copper

Chityna jest niedostatecznie wykorzystywanym, naturalnie występującym, wytrzymałym mechanicznie i odpornym chemicznie biopolimerem. Te cechy są pożądane w adsorbencie, ale chitynie brakuje niezbędnej powierzchni właściwej, a jej modyfikacja wymaga specjalistycznych technik i sprzętu. W niniejszym artykule opisano nowatorską procedurę chemiczną polegającą na rozprężaniu płatków chityny, pochodzących z odpadów skorup krewetek, w pianki o większej powierzchni. Proces ten opiera się na wydzielaniu się gazuH2 w wyniku reakcji wody z NaH uwięzionym w żelu chitynowym. Metoda przygotowania nie wymaga specjalistycznego sprzętu. Dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego w proszku i fizykozorpcja N2 wskazują, że wielkość krystalitu zmniejsza się z 6,6 nm do 4,4 nm, a powierzchnia właściwa wzrasta z 12,6 ± 2,1 m2/g do 73,9 ± 0,2 m2/g. Jednak spektroskopia w podczerwieni i analiza termograwimetryczna wskazują, że proces ten nie zmienia tożsamości chemicznej chityny. Zdolność adsorpcji specyficznej Cu ekspandowanej chityny wzrasta proporcjonalnie do powierzchni właściwej z 13,8 ± 2,9 mg/g do 73,1 ± 2,0 mg/g. Jednak zdolność adsorpcji Cu jako gęstość powierzchniowa pozostaje względnie stała i wynosi średnio 10,1 ± 0,8 atomu/nm2, co ponownie sugeruje brak zmian w tożsamości chemicznej chityny. Metoda ta oferuje środki do przekształcenia chityny w materiał o większej powierzchni bez poświęcania jej pożądanych właściwości. Chociaż pianka chitynowa jest tutaj opisywana jako adsorbent, można ją sobie wyobrazić jako nośnik katalizatora, izolator termiczny i materiał konstrukcyjny.

Rozprężona chityna wykazuje taką samą morfologię niezależnie od zastosowanej metody suszenia. Rysunek 3 przedstawia obrazy czystych płatków chityny (Rysunek 3A1), rozprężonej chityny suszonej w piecu (Rysunek 3B1) oraz rozprężonej chityny liofilizowanej (Rysunek 3C3). Podczas gdy czyste płatki przypominają gruby piasek, piana z rozprężonej chityny ma wygląd ziarna popcornu. Mikrografie z pomiarem z ...

To badanie opisuje metodę przekształcania chityny w piankę za pomocą technik chemicznych, które nie wymagają specjalistycznego sprzętu.

Otrzymywanie ekspandowanych pianek chitynowych i ich zastosowanie w usuwaniu wodnych roztworów miedzi

Chitin is an underexploited, naturally abundant, mechanically robust, and chemically resistant biopolymer. These qualities are desirable in an adsorbent, ...

Protokół ten pozwala na nowatorską fizyczną transformację chityny, materiału odpadowego o dużej objętości, który jest niezwykle trudny w obróbce. Główną zaletą tej techniki jest prostota metodyki przetwarzania. Ponieważ nie wymaga specjalistycznych materiałów.Tylko podstawowe wyposażenie powszechnie spotykane w laboratoriach chemicznych. Zademonstrowaliśmy tę metodę z chityną, ale technikę tę można zmodyfikować w celu stworzenia ekspandowanych wersji innych polimerów i biopolimerów tworzących żele. W najprostszej wersji tej techniki, wykonywanej tak, jak pokazano.Cierpliwość jest ważna. Szybkość galaretki będzie się zmieniać wraz z dziennymi i sezonowymi zmianami wilgotności. Dzień przed przygotowaniem ekspandowanej chityny susz co najmniej 1,2 grama płatków chityny przez 24 godziny w piekarniku o temperaturze 80 stopni Celsjusza.Następnego ranka w dygestorium i w rękawicach i okularach odpornych na chemikalia dodaj 15 gramów chlorku litu do 285 gramów D-MAc, w 500-mililitrowej kolbie Erlenmeyera, zawierającej 50-mililitrowy mieszadło magnetyczne z PTFE. Zakryj kolbę gumową przegrodą i umieść ją na płycie mieszającej do podgrzewania. Umieść sondę temperatury w mieszaninie przez przegrodę i mieszaj mieszaninę z prędkością 400 obrotów na minutę w temperaturze 80 stopni Celsjusza przez około 4 godziny.Gdy cały chlorek litu się rozpuści, dodaj 1 gram suszonych w piekarniku płatków chityny do 5% roztworu chlorku litu D-MAc. I przenieś powstały roztwór do 500-mililitrowej kolby okrągłodennej, zawierającej 50-mililitrowy mieszadło magnetyczne wyłożone PTFE. Umieścić nasadkę kolby z gumową przegrodą na mieszającym bloku grzewczym.Przekłuć igłą do przegrody ustnej, aby kolba mogła się odprowadzić i podgrzać roztwór w temperaturze 80 stopni Celsjusza, mieszając z prędkością 400 obrotów na minutę przez 24 do 48 godzin. Gdy cała chityna się rozpuści, pozwól powstałemu zol-żelowi chityny ostygnąć do temperatury pokojowej przez około godzinę, mieszając. Gdy roztwór osiągnie temperaturę pokojową, umieścić kolbę w łaźni lodowej, kontynuując mieszanie przez około 20 minut, aż temperatura się ustabilizuje.Aby przygotować 100 mililitrową zawiesinę wodorku sodu i D-MAc. W dygestorium, w rękawicach i okularach odpornych na chemikalia, umyj około 1 grama wodorku sodu usuniętego z magazynu oleju mineralnego. 3 razy po 10 mililitrów heksanu na pranie.Dodać 0,82 grama przemytego wodorku sodu do świeżej 250-mililitrowej kolby Erlenmeyera, zawierającej 100 mililitrów D-MAc na mieszadle magnetycznym z PTFE i zawirować mieszaninę, aby uzyskać zawiesinę D-MAc wodorku sodu. Aby utworzyć żel chitynowy, dodaj całą objętość zawiesiny wodorku sodu do schłodzonego zol-żelu, energicznie mieszając roztwór żelu. Następnie załóż nakrętkę i kontynuuj mieszanie mieszaniny z prędkością 400 obrotów na minutę, aż utworzy się żel.Po uformowaniu żelu dodać 100 mililitrów wody dejonizowanej do kolby w dygestorium i usunąć ekspandowaną piankę chitynową z kolby, w razie potrzeby rozbijając pianę na kawałki. Umieść pianę w naczyniu krystalizacyjnym wystarczająco dużym, aby pomieścić pianę, wraz z 1000 mililitrami wody dejonizowanej. Wypłucz wyizolowany żel 3 razy 500 mililitrami wody dejonizowanej na pranie, a następnie zanurz żel w 1000 mililitrach wody dejonizowanej, 500 mililitrach metanolu i 1000 mililitrach świeżej wody dejonizowanej na 24 razy na zanurzenie.Po ostatnim myciu wodą dejonizowaną pozostaw żel do wyschnięcia na powietrzu przez 24 do 48 godzin. Żel można następnie suszyć w piekarniku przez 48 godzin w temperaturze 85 stopni Celsjusza pod powietrzem otoczenia lub liofilizatorem, w temperaturze minus 43 stopni Celsjusza i ciśnieniu 0,024 milibara, przez 48 godzin. Gdy utworzy się stała piana chitynowa, użyj moździerza i tłuczka, aby zmielić pianę na drobny proszek.Przed wysuszeniem ugniatają płatki chityny, wykazują wygląd piasku rdzeniowego. Po wysuszeniu rozszerzona morfologia chityny przypomina jądro popcornu, niezależnie od metody. Skaningowe mikrofotografie elektronowe ujawniły, że chityna ugniatana jest zwartą, gęstą strukturą, podczas gdy chityna ekspandowana przypomina pomarszczony papier lub pomarszczone arkusze.W badaniach dyfrakcji rentgenowskiej chityna ugniatająca wykazuje silny pik w temperaturze 19,3 stopnia, co odpowiada jej płaszczyźnie krystalicznej. Który zmniejsza intensywność po upieczeniu lub liofilizacji. Sugeruje to, że suszenie zmienia indeks krystaliczności chityny.Pomiar powierzchni właściwej uzyskanej z izoterm fizysorpcji azotu wykazuje największą objętość absorpcji dla pianek ekspandowanych. Potwierdza to bardziej otwartą i porowatą strukturę tych próbek. Pomimo tych zmian w morfologii, proces ekspansji nie wydaje się wpływać na strukturę chemiczną chityny.Jak zaobserwowano na tych reprezentatywnych spektrogramach w podczerwieni. Podobne obserwacje odnotowuje się po analizie termograwimetrycznej. Wraz z nadejściem rozkładu termicznego wszystkich trzech próbek zachodzącego w temperaturze 260 stopni Celsjusza i maksymalnej szybkości rozkładu zachodzącej w wyższej temperaturze w przypadku płatków chityny, ze względu na jej bardziej zwartą morfologię.Wzrostowi powierzchni właściwej towarzyszy oczekiwany wzrost maksymalnego absorpcji miedzi przez chitynę. Jednak te różnice w wychwytywaniu znikają, gdy wychwyt miedzi jest znormalizowany przez powierzchnię. Ważne jest, aby pamiętać, że D-MAc i NAH to niebezpieczne chemikalia, z którymi należy obchodzić się ostrożnie.Zawsze pracuj pod wyciągiem i noś odpowiednie środki ochrony osobistej. Zebrane przez nas ograniczone izotermy adsorpcji azotu mogą zapewnić tylko określoną powierzchnię. Pełne izotermy absorpcji azotu mogą dostarczyć informacji o porowatości, które mają kluczowe znaczenie dla określenia przydatności w zastosowaniach selektywnych pod względem wielkości.

preparation-expanded-chitin-foams-their-use-removal-aqueous

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Tutaj opisane są procedury chemicznego osadzania perfluoroalkanów metodą plazmy na mikroporowatych materiałach, takich jak struktury metaloorganiczne, w celu zwiększenia ich stabilności i hydrofobowości. Ponadto szczegółowo opisano przełomowe badania miligramowych ilości próbek.

Otrzymywanie hydrofobowych struktur metaloorganicznych poprzez chemiczne osadzanie perfluoroalkanów z fazy gazowej wspomagane plazmą w celu usunięcia amoniaku

Tutaj prezentujemy protokół syntezy nowatorskich biokompozytów o wysokim współczynniku proporcji w warunkach biologicznych i w płynnych podłożach. Biokompozyty skalują się odpowiednio od nanometrów do mikrometrów pod względem średnicy i długości. Nanocząstki miedzi (CNP) i siarczan miedzi w połączeniu z cystyną są kluczowymi składnikami syntezy.

Wytwarzanie skalowalnych, metalicznych nanokompozytów o wysokim współczynniku kształtu w biologicznym ciekłym ośrodku

To badanie przedstawia metodologię przygotowania 3D, biodegradowalnych, pianopodobnych rusztowań komórkowych opartych na biokompatybilnych elastomerach ciekłokrystalicznych o łańcuchu bocznym (LCE). Eksperymenty z mikroskopią konfokalną pokazują, że podobne do piany LCE pozwalają na przyłączanie komórek, proliferację i spontaniczne ustawianie mioblastów C2C12.

Synteza biokompatybilnych pianek elastomerowych ciekłokrystalicznych jako rusztowań komórkowych do przestrzennych hodowli komórkowych 3D

Tutaj prezentujemy protokoły przygotowania i testowania aerożeli katalitycznych poprzez wprowadzanie gatunków metali do platform aerożelowych z krzemionki i tlenku glinu. Przedstawiono metody otrzymywania materiałów z wykorzystaniem soli miedzi i nanocząstek zawierających miedź. Protokoły badań katalitycznych wykazują skuteczność tych aerożeli w zastosowaniach katalizy trójdrożnej.

Wytwarzanie i testowanie aerożeli katalitycznych otrzymanych w procesie szybkiej ekstrakcji nadkrytycznej

Solidne funkcjonalne powłoki katecholowe zostały wytworzone w jednym kroku przez bezpośrednią reakcję materiału znanego jako HKUST z syntetycznymi katecholami w warunkach beztlenowych. Tworzenie się jednorodnych powłok otaczających cały kryształ przypisuje się biomimetycznej aktywności katalitycznej dimerów Cu(II) na zewnętrznej powierzchni kryształów.

Funkcjonalizacja powierzchni struktur metaloorganicznych w celu poprawy odporności na wilgoć

Tutaj prezentujemy protokół syntezy podwójnie domieszkowanego mezoporowatego węgla azotowo-tlenowego z biomasy poprzez aktywację chemiczną w różnych trybach pirolizy, po której następuje modyfikacja. Wykazaliśmy, że piroliza mikrofalowa korzystnie wpływa na późniejszy proces modyfikacji, aby jednocześnie wprowadzić więcej grup funkcyjnych azotu i tlenu do węgla.

Przygotowanie mezoporowatego węgla na bazie biomasy z wyższą adsorpcją chelatującą azot/tlen dla Cu(II) poprzez mikrofalową pirolizę wstępną

Tutaj opisano akumulację jonów miedziawych w roztworze do powlekania siarczanu miedzi w eksperymencie modelowym oraz analizę opartą na pomiarach ilościowych. Eksperyment ten odtwarza proces akumulacji jonów miedziawych w kąpieli galwanicznej.

Akumulacja i analiza jonów miedziawych w roztworze galwanicznym siarczanu miedzi

Metoda zamrażania i rozmrażania jest stosowana do produkcji hydrożeli chitozanowo-poli(alkohol winylowy) bez środków sieciujących. W przypadku tej metody ważne jest, aby wziąć pod uwagę warunki zamrażania (temperatura, liczba cykli) i stosunek polimeru, które mogą wpływać na właściwości i zastosowania otrzymanych hydrożeli.

Metoda zamrażania i rozmrażania do przygotowania hydrożeli chitozanowo-poli(alkohol winylowy) bez środków sieciujących i badań uwalniania diflunisalnego

W tej pracy przygotowaliśmy adsorbent składający się z kationowego N,N-dimetyloaminopropylacrylamidu czwartorzędowego polimeru chlorku metylu (DMAPAAQ) i wodorotlenku żelaza do adsorpcji arsenu z wód gruntowych. Żel został przygotowany nowatorską metodą, mającą na celu zapewnienie maksymalnej zawartości cząsteczek żelaza w jego strukturze.

Usuwanie arsenu za pomocą kationowego żelu polimerowego impregnowanego wodorotlenkiem żelaza

Tutaj prezentujemy protokół walidacji miejsca aktywnego katalizatorów struktur metaloorganicznych poprzez porównanie reakcji stechiometrycznych i katalitycznych karbonylofenowych, aby dowiedzieć się, czy reakcja zachodzi na wewnętrznej czy zewnętrznej powierzchni struktur metaloorganicznych.

Opracowanie heterogenicznych katalizatorów enancjoselektywnych z wykorzystaniem chiralnych struktur metaloorganicznych (MOF)

Poznaj metodę ekspansji chitynu do pianek o dużej powierzchni właściwej przy użyciu azotku sodu i wody. Protokół umożliwia skuteczne usuwanie jonów miedzi z roztworów wodnych bez konieczności stosowania specjalistycznego sprzętu.

Otrzymywanie ekspandowanych pianek chitynowych i ich zastosowanie w usuwaniu wodnych roztworów miedzi

Przeglądaj więcej filmów