Исследование процесса изотермической адсорбции из водных растворов метиленового фиолетового на исходном и модифицированном образцах микрокристаллической целлюлозы - Курсовая работа

МКЦ-аббревиатура, под которой скрывается микрокристаллическая целлюлоза, которая производится из натуральных, растительного сырья. В последние 50-лет значительное внимание исследователей было уделено получению, изучению свойств и возможностей применению порошковой целлюлозы, в том числе микрокристаллической целлюлозы. Первые исследование в данной области были опубликованы в 60-х гг. прошлого века О. Батиста. В дальнейшем было опубликовано огромное количество работ, развивающих его исследования, к примеру, исследование А. В последние годы интерес к изучению различных форм порошковых целлюлоз снова возрос в связи с получением, так называемой нанофибрилярной или наноцеллюлозы, которая является разновидностью порошковой целлюлозы или МКЦ.Отличается от целлюлозы высокой степенью чистоты и имеет максимальную степень кристалличности и плотность обладая при этом высокой удельной поверхностью[1,2]. МКЦ имеет порошкообразный вид и состоит из частиц, являющихся агрегатами микрокристаллиттов целлюлозы, деструктированной до так называемой «предельной» степени полимеризации. В зависимости от происхождение исходной целлюлозы (природная либо технически обработанная целлюлоза иначе говорят - мерсеризованная) МКЦ имеет структуру полиморфной модификации целлюлозы первого или второго типа, обозначающиеся римскими символами I или II и они имеет различную морфологию. Несмотря на то, что источники целлюлозы весьма разнообразны (древесина высших растений, хлопок, лен, конопля, джут, рами, водоросли и т.д) традиционно, для получение МКЦ применяют хлопковую целлюлозу, в качестве исходного сырья я использовал целлюлозу содержащий вторичный продукт хлопковый линт II сорта. Хлопковый линт содержащий до 90% целлюлозу, а не целлюлоза содержащими компонентами являются жиры (0.5-1 5), растительные вещества белкового происхождения, лектиновые вещества (4%), лигнин (2-3%), а содержание золы 1-2%.И Менделеева, то красители - это химические соединения, обладающие способностью интенсивно поглощать и преобразовывать энергию электромагнитного излучения в видимой и в ближних ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра и применяемые для придания этой способности другим телам. Отличительная особенность красителя - способность пропитывать окрашиваемый материал (например текстиль, бумагу, мех, волосы, кожу, древесину, пищу - пищевые красители) - процессы диффузии и давать цвет по всему его объему, фиксируясь тем или иным способом на активных центрах - процессы сорбции. Для получения 3 кг красителя нужно было переработать 100 кг листьев растения. Тремя годами позже, во Франции, Верген получил этот же краситель другим способом и назвал фуксином за сходство окраски с цветком фуксии. Начиная с изобретения Леонардо да Винчи микроскопа, начали проявлять все возрастающий интерес к красителям и биологи.Адсорбцией называют концентрирование газообразного или растворенного вещества на поверхности раздела фаз. Различают адсорбцию газа на твердом теле, адсорбцию растворенного вещества на границе растворов - газ и, адсорбцию растворенного вещества на границе твердого тела - раствор. Адсорбируемый газ, пар или растворенного вещества называют адсорбатом, а жидкость или твердое тело адсорбировавшее их - адсорбатом. При физической адсорбции молекулы адсорбента и адсорбата не вступают в химическое взаимодействия между ними формируются межмолекулярные электростатические силы («ванн-дер-вальсовые взаимодействия»)-между йонами, диполями или квадрополями, при этом адсорбция определяется химической природой молекул адсорбата[14]. Значительную роль при адсорбции играет также геометрия поверхности раздела фаз; в случае плоской поверхности происходит адсорбция на открытой поверхности, в случае слабо или сильно искривленной поверхности - адсорбция в порах адсорбента.Различают адсорбцию газа на твердом теле, адсорбцию растворенного вещества на границе твердое тело - раствор. Адсорбция газа на твердом теле является простейшим случаем адсорбции, так как система газ - твердое тело состоит всего из двух компонентов. Адсорбция локализована (молекулы не перемещаются по поверхности) на отдельных адсорбционных центрах, каждый из которых взаимодействует только с одной молекулой адсорбата; в результате образуется мономолекулярный слой. Адсорбционный активностью обладает не вся поверхность адсорбента, а лишь определенные активные центры, расположенные преимущественно на выпуклых участках поверхности: выступах, ребрах, углах. Исходя из приведенных выше допущений, Ленгмюр смог дать общее уравнение изотермы локализованной адсорбции, пригодное как для описания адсорбции газов, так и растворенных веществ: где а-величина адсорбции; а?-величина предельной адсорбции; Ср-равновесная концентрация адсорбтива; К-константа адсорбционного равновесия, чем больше он выражен, тем сильнее сродство адсорбируемого вещества к данному адсорбенту.Данная теория было развита С.Теория Поляни широко используется для описания адсорбции на пористых адсорбентах. Адсорбция обусловлена чисто физическими силами. Адсор

Содержание

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Микрокристаллическая целлюлоза: строение, свойства и получение

1.2 Красители

1.3 Адсорбция из водных растворов красителей на твердых адсорбентах

1.3.1 Теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра

1.3.2 Теория полимолекулярной адсорбции БЭТ

1.3.3 Потенциальная теория Полянина и теория объемного заполнения микропор

Глава II. Экспериментальная часть

2.1 Объекты и методики экспериментального исследования

2.1.1 Микрокристаллическая целлюлоза и ее модифицированная форма

2.1.2 Метиленовый фиолетовый

2.1.3 Методика приготовления растворов метиленового фиолетового и определение оптической плотности

2.2 Адсорбция из водных растворов метиленового фиолетового на микрокристаллическую целлюлозу и ее модифицированной форме

Выводы

Литература

МКЦ- аббревиатура, под которой скрывается микрокристаллическая целлюлоза, которая производится из натуральных, растительного сырья. В последние 50-лет значительное внимание исследователей было уделено получению, изучению свойств и возможностей применению порошковой целлюлозы, в том числе микрокристаллической целлюлозы. Первые исследование в данной области были опубликованы в 60-х гг. прошлого века О. Батиста. В дальнейшем было опубликовано огромное количество работ, развивающих его исследования, к примеру, исследование А. С Кочаева и А.П. Карманева, которые открыли новые, дешевые способы получение микрокристаллической целлюлозы из отходов целлюлоза содержащих продуктов.

МКЦ в данное время является промышленным продуктом и широко используется в производстве лекарственных форм многих препаратов, а так же качестве диетологической добавки и самостоятельного средства при лечении некоторых желудочно-кащечных заболеваний, что обусловлено ее высокими сорбционными свойствами. В последние годы интерес к изучению различных форм порошковых целлюлоз снова возрос в связи с получением, так называемой нанофибрилярной или наноцеллюлозы, которая является разновидностью порошковой целлюлозы или МКЦ. Частицы этой целлюлозы диспергированны различными способами до микро- и наночастиц, что определяет их высокую сорбционную и реакционную способность.

Цель: Исследование процесса изотермической адсорбции из водных растворов метиленового фиолетового на исходном и модифицированном образцах микрокристаллической целлюлозы.

Задача исследования: · Выделение МКЦ из отходов хлопка (линт II сорта), и проведение ее модификации

· Определение концентрации метиленового фиолетового до и после адсорбции на МКЦ и ее модифицированной форме с использованием колориметрического метода.

· Исследование изотермической адсорбции метиленового фиолетового на исходном и модифицированном образцах микрокристаллической целлюлозы. Установление типа и параметров адсорбции.

Определение удельной площади поверхности. микрокристаллический целлюлоза адсорбент метиленовый