Crosslinked poly(hydroxybutyl acrylate-co-acrylamide) based hydrogels : synthesis, characterization, and performance evaluation in heavy metal removal

• Autorzy: Abdallah Zahraa Saadi , Mohammed Ameen Hadi

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2023.2.2

Warianty tytułu

PL

Hydrożele na bazie usieciowanego poli(akrylanu hydroksybutylo-co-akrylamidu) : synteza, charakterystyka i ocena zdolności do usuwania metali ciężkich

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

By radical polymerization, two series of superabsorbent hydrogels of hydroxybutyl acrylate and acrylamide copolymers, poly(HBA-co-AAm), were obtained. In the first series, the ratio of hydroxybutyl acrylate to acrylamide was optimized with a constant amount of methylene bisacrylamide (MBA) as a cross-linking agent. In the second series, the amount of MBA was changed at a fixed monomer ratio. The structure of the copolymers was confirmed by the FTIR method. Swelling parameters and mechanical properties were tested. Hydrogels with a high Young’s modulus and a high degree of swelling were selected for the study of adsorption properties towards Co²⁺, Ni²⁺ and Cd²⁺ ions. The influence of basic factors such as adsorbent dose, exposure time and pH on adsorption efficiency was also investigated. The ability to adsorb heavy metal ions changed as follows: Co²⁺> Ni²⁺> Cd²⁺.

PL

Metodą polimeryzacji rodnikowej otrzymano dwie serie superchłonnych hydrożeli kopolimerów akrylanu hydroksybutylu i akryloamidu, poli(HBA-co-AAm), otrzymano. W pierwszej serii optymalizowano stosunek akrylanu hydroksybutylu do akryloamidu przy stałej ilości metylenobisakryloamidu (MBA) jako czynnika sieciującego. W drugiej serii przy ustalonym stosunku monomerów zmieniano ilość MBA. Strukturę kopolimerów potwierdzono metodą FTIR. Zbadano parametry pęcznienia oraz właściwości mechaniczne. Do badań właściwości adsorpcyjnych w stosunku do jonów Co²⁺, Ni²⁺ i Cd²⁺ wytypowano hydrożele o wysokim module Younga i wysokim stopniu pęcznienia. Zbadano również wpływ podstawowych czynników, takich jak dawka adsorbentu, czas ekspozycji i pH na efektywność adsorpcji. Zdolność do adsorpcji jonów metali ciężkich zmieniała się następująco: Co²⁺> Ni²⁺> Cd²⁺.

Słowa kluczowe

EN

superabsorbent polymer; hydroxybutyl acrylate; acrylamide; adsorption properties; heavy metal ions removal

PL

polimery superchłonne; akrylan hydroksybutylu; akryloamid; właściwości adsorpcyjne; usuwanie jonów metali ciężkich

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 68, nr 2
• Strony: 86--92
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz, rys., tab., wykr

Twórcy

autor

Abdallah Zahraa Saadi

• University of Baghdad, Department of Chemistry, College of Science for Women, 10071, Iraq

• https://orcid.org/0000-0001-6212-0583

autor

Mohammed Ameen Hadi

• University of Baghdad, Department of Chemistry, College of Science for Women, 10071, Iraq

• https://orcid.org/0000-0003-2323-198X

Bibliografia

• [1] Zhang K., Feng Q., Fang Z. et al.: Chemical Reviews 2021, 121(18), 11149. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.1c00071
• [2] Mohammed A.H., Ahmad M.B., Ibrahim N.A. et al.: Polimery 2018, 63(9), 577. https://doi.org/10.14314/polimery.2018.9.1
• [3] Li Y., Yang H.Y., Lee D.S.: Journal of Controlled Release 2020, 330, 151. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2020.12.008
• [4] Lavrador P., Esteves M.R., Gaspar V.M. et al.: Advanced Functional Materials 2021, 31(8), 2005941. https://doi.org/10.1002/adfm.202005941
• [5] Ou Y., Tian M.: Journal of Materials Chemistry B 2021. https://doi.org/10.1039/D1TB01363G
• [6] Zhang Y., Huang Y.: Frontiers in Chemistry 2021, 8, 615665. https://doi.org/10.3389/fchem.2020.615665
• [7] Wang S., Ong P.J., Liu S.: Chemistry–An Asian Journal 2022, 17(18), e202200608. https://doi.org/10.1002/asia.202200608
• [8] Cai M.H., Chen X.Y., Fu L.Q.: Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 2021, 9, 630943. https://doi.org/10.3389/fbioe.2021.630943
• [9] Summonte S., Racaniello G.F., Lopedota, A.: Journal of Controlled Release 2021, 330, 470. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2020.12.037
• [10] Mohammed A.H., Ahmad M.B., Ibrahim N. A.: Polimery 2016, 61(11-12), 758. https://doi.org/10.14314/polimery.2016.758
• [11] Ansari M.J., Rajendran R.R., Mohanto S.: Gels 2022, 8(7), 454. https://doi.org/10.3390/gels8070454
• [12] Patil M.B., Rajamani S.B., Mathad S.N.: Journal of Materials Research and Technology 2022, 20, 3537. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.08.079
• [13] Saygili E., Kaya E., Ilhan-Ayisigi E.: International Journal of Biological Macromolecules 2021, 172, 381. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.01.069
• [14] Sun X., He S., Yao M.: Journal of Materials Chemistry C 2021, 9(6), 1880. https://doi.org/10.1039/D0TC05958G
• [15] Abed N.A., Mohammed A.H.: Egyptian Journal of Chemistry 2021, 64(9), 1. https://dx.doi.org/10.21608/ejchem.2021.70441.3552
• [16] Al-Bahadili, Z. R., AL-Hamdani, A. A. S., Rashid, F. A. et al.: Baghdad Science Journal 2022, 19(6), 1399. https://doi.org/10.21123/bsj.2022.7313
• [17] Tassanapukdee Y., Prayongpan P., Songsrirote, K.: Environmental Technology and Innovation 2021, 24, 101898. https://doi.org/10.1016/j.eti.2021.101898
• [18] Darban Z., Shahabuddin S., Gaur R.: Gels 2022, 8(5), 263. https://doi.org/10.3390/gels8050263
• [19] Mohammed A.H.: Baghdad Science Journal 2019, 16(2), 0345. https://doi.org/10.21123/bsj.2019.16.2.0345
• [20] Akhmetzhan A., Abeu N., Longinos, S.N.: Polymers 2021, 13(18), 3084. https://doi.org/10.3390/polym13183084
• [21] Essawy H.A., Ibrahim H.S.: Reactive and Functional Polymers 2004, 61(3), 421. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2004.08.003
• [22] Abdel-Halim E.S., Al-Deyab S.S.: Carbohydrate Polymers 2011, 84(1), 454. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2010.12.001
• [23] Demirbilek C., Dinç C.Ö.: Carbohydrate polymers 2012, 90(2), 1159. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2012.06.068
• [24] Abdel-Halim E.S., Al-Deyab S.S.: Reactive and Functional Polymers 2014, 75, 1. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2013.12.003
• [25] Mohammed K.M., Abdalla I.K., Mohammed A. H. et al.: Jurnal Teknologi 2019, 81(2). https://doi.org/10.11113/jt.v81.12467
• [26] Nakan U., Tolkyn B., Adikanova D.: Egyptian Journal of Chemistry 2022, 65(4), 1. https://dx.doi.org/10.21608/ejchem.2021.95005.4465
• [27] Mohammed A.H., Mahmood T.A., Yousif S.A. et al.: In Materials Science Forum 2020, 1002, 66. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.1002.66

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).