INOVATIVNI POSTUPAK SINTEZE VISOKO EFIKASNOG ADSORPCIONOG MATERIJALA ZA UKLANJANJE KADMIJUM(II) JONA NA BAZI VINIL MODIFIKOVANOG LIGNINA Ana POPOVIĆ, Jelena RUSMIROVIĆ, Željko RADOVANOVIĆ, Milena MILOŠEVIĆ, Zlate VELIČKOVIĆ, Aleksandar MARINKOVIĆ Tehnološko-metalurški fakultet, Univerzitet u Beogradu 32. Međunarodni kongres o procesnoj industriji, Beograd, 30-31.maj 2019 1
Rezime Lignin: nus proizvod industrije celuloze i papira, ili predobrade biomase Prikazan je postupak sinteze lignin mikrosfera postupkom emulziono-suspenzione kopolimerizacije reaktivnog vinil modifikovanog lignina i različitih akrilnih monomera, tri-metilolpropan triakrilata (TMPTA) ili tetra-etilen glikol dimetakrilata (TEGDMA) Visoko efikasan adsorpcioni materijala za uklanjanje jona teških metala iz vod. rastvora bio-polimer dostupan u velikim količinama 2. najrasprostranjeniji u prirodi pristupačan Dostignuti je relativno visok ads. kapacitet za uklanjanje jona hroma: Cd(II) (24,3 mg g-1) 2
3
Vinil modifikovane lignin mikrosfere (LMS) Prisustvo različitih funkcionalnih grupa (alifatičnih, aromatičnih, OH grupa) čini lignin odgovarajućim za sintezu prirodnih polimernih materijala 2 metode sinteze LMS korišćene: inverzna kopolimerizacija iz suspenzije, sa poli(etileniminom) i epihlor-hidrinom. Natrijum alginat korišćen za optimizaciju oblika i veličine kopolimerizacija lignina derivatima metakrilata Po drugoj metodi, dobijene su vinil modifikovane lignin mikrosfere veličine između 100 i 200 µm 4
SEM izgled 5
Rezultati sinteza 1 (A-LMS-1%): A-LMS, sa 1.0 wt.% rastvora Na-alginata 2 (A-LMS-5%): A-LMS, sa 5.0 wt.% rastvora Na-alginata 3 (A-LMS-10%): A-LMS, sa 10.0 wt.% rastvora Na-alginata 4 (A-LMS-Fe3O4): A-LMS, sa amino-modif. Fe3O4 nanočesticama 5 (A-LMS-MnO2): A-LMS, sa amino-modif. MnO2 nanočesticama 6 (L-MAC-MS-TMPTA): Lignin modif.metakrilatom, MS sa TMPTA 7 (L-MAC-MS-TEGDMA): Lignin modif.metakrilatom, MS TEGDMA 8 (L-MAC-MS-MEMOFe3O4): LMS sa MEMO modifikovanim Fe3O4 9 (L-MAC-MS-MACFe3O4): LMS modif. metakrilatom sa Fe3O4 nanočest. 10 (L-MAC-MS-MACMnO2): LMS modif. metakrilatom sa MnO2 nanočest. 6
Karakterizacija Tok modifikacije lignina potvrdjen je FTIR spektroskopijom Porozna struktura i morfologija dobijenih LMS ispitivana je skenirajućom elektronskom mikroskopijom (FESEM) i Brunauer, Emmett, Teller (BET) metodom Adsorpcioni eksperimenti su radjeni šaržno, sa jonima teških metala: Cd(II) na 25 ºC, 35 ºC i 45 ºC, Ci 10 mg L1 i ph 6.5 Adsorpcioni kapaciteti mereni su na atomskom apsorpcionom spektrometru (AAS) 7
Visoka poroznost zbog korišćenja smeše rastvarača, tetradekanola i toluena, koji se uklanjaju ekstrakcijom 8
Zaključak Vinil modifikovane mikrosfere kraft lignina (LMS) - efikasan adsorbent na bazi prirodnog polimera Kroz emulzionu kopolimerizaciju iz suspenzovanog rastvora reaktivnog vinil modifikovanog lignina i različitih akrilnih monomera, tri-metilolpropan triakrilata (TMPTA) ili tetra-etilen glikol dimetakrilata (TEGDMA), dobijen je prečnik lepo formiranih mikrosfera u opsegu od 100 do 200 µm Eksperimenti adsorpcije u šaržnom testu pokazali su visok kapacitet adsorpcije jona Cd(II) iz vodenog rastvora Ovim pristupom, lignin kao drugi najrasprostranjeniji biopolimer, a ujedno i otpadni materijal drvne industrije, mogao bi imati prilično visoku upotrebnu vrednost u tretmanima otpadnih voda sa visokom koncentracijom teških metala 9
Saradnja na ispitivanjima: Tehnološko-metalurški fakultet (TMF), BU Vojno-tehnički institut Inovacioni centar, TMF, BU Institut za hemiju, tehnologiju u metalurgiju (IHTM) Vojna akademija Hvala! Za sve dodatne informacije: ana_p_p@yahoo.com pažnji! Hvala na 10