Influence of crosslinking degree on Cu(II) and Fe(III) adsorption capa city of hydrogel/montmorillonite composites

• Autorzy: Natkański P. , Kuśtrowski P.

Warianty tytułu

PL

Wpływ stopnia usieciowania na pojemność sorpcyjną kompozytów hydrożelowo-montmorylonitowych względem kationów Cu(II) i Fe(III)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Intercalation of polyacrylamide (PAAm) and poli(acrylic acid) (PAA) into interlayer spaces of natural montmorillonite by the in situ polymerization technique was studied. The modifications were carried out with using both the raw and pre-treated clay. It was shown that no initial modification of the layered mineral (by ion-exchange with Na+ cations or organophilization) is needed for the successful introduction of hydrogels into the interlayer gallery. The effect of kind of polymer and its crosslinking degree (with N,N‘-methylenebisacrylamide, MBA) on the structure of the obtained composites was investigated. The polyacrylamide-containing materials exhibited a tendency to the formation of exfoliated structure. Finally, the composites were tested in a role of adsorbents in an elimination of transition metal cations (Cu²⁺ and Fe³⁺) from aqueous solutions. The highest adsorption capacity was achieved on the poly(acrylic acid)/montmorillonite composite with the hydrogel crosslinked with MBA at the MBA/monomer molar ratio of 0.01.

PL

Badano interkalację do przestrzeni międzywarstwowych naturalnego montmorylonitu (MMT), polimerów hydrożelowych otrzymywanych w wyniku polimeryzacji in situ. Polimerową matrycę stanowił poliakrylamid (PAAm) lub poli(kwas akrylowy) (PAA). Określano wpływ wstępnej modyfikacji MMT na przebieg procesu interkalacji. Stwierdzono, iż przygotowanie naturalnego montmorylonitu na drodze wymiany jonowej na dominujący rodzaj kationów międzywarstwowych bądź jego modyfikacja polegająca na wprowadzeniu środków powierzchniowo czynnych (operacje sugerowane w literaturze naukowej jako konieczne do uzyskania interkalowanego kompozytu polimerowo-glinokrzemianowego) nie jest niezbędne. Oceniano strukturę dwóch serii materiałów PAAm/montmorylonit oraz PAA/montmorylonit, różniących się stopniem usieciowania matrycy polimerowej. Jako czynnik sieciujący posłużył N,N‘-metylenobisakrylamid (MBA), wprowadzany do kompozytów w stosunku molowym MBA/monomer = 0,00; 0,01; 0,02 oraz 0,05. Zaobserwowano zmniejszanie się odległości międzywarstwowej montmorylonitu wraz ze zwiększaniem stopnia usieciowania polimeru bazowego. Gęsto usieciowane materiały na bazie poliakrylamidu wykazywały ponadto tendencję do eksfoliacji. Przygotowane kompozyty zastosowano w procesie eliminacji jonów metali przejściowych (Cu²⁺ i Fe³⁺) z roztworów wodnych. Stwierdzono wyraźnie większe pojemności sorpcyjne preparatów opartych na poli(kwasie akrylowym), co powiązano z obecnością aktywnych w wiązaniu kationów, grup karboksylowych. Najlepsze wyniki odnotowano w przypadku materiału zawierającego poli(kwas akrylowy), usieciowany MBA w ilości odpowiadającej stosunkowi molowemu MBA/monomer = 0,01.

Słowa kluczowe

EN

hydrogel; polyacrylamide; poly(acrylic acid); montmorillonite; polymer composites

PL

hydrożel; poliakrylamid; poli(kwas akrylowy); montmorylonit; kompozyty polimerowe

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 58, nr 7-8
• Strony: 512--518
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Natkański P.

• Jagiellonian University Department of Chemical Technology, Faculty of Chemistry Ingardena 3, 30-060 Kraków, Poland

autor

Kuśtrowski P.

• Jagiellonian University Department of Chemical Technology, Faculty of Chemistry Ingardena 3, 30-060 Kraków, Poland

Bibliografia

• 1. Hamidi M., Azadi A., Rafiei P.: Adv. Drug Deliver. Rev. 2008, 60, 1638.
• 2. Tang Q., Sun X., Li Q., Lin J.: Mater. Sci. 2009, 4, 726.
• 3. Roy P. K., Swami V., Kumar D., Rajagopal C.: J. Appl. Polym. Sci. 2011, 122, 2415.
• 4. Molina M. J., Gómez-Antón M. R., Rivas B. L, Maturana H. A.: J. Appl. Polym. Sci. 2001, 79, 1467.
• 5. Liu P.: Appl. Clay Sci. 2007, 38, 64.
• 6. Kadar F., Szazdi L., Fekete E., Pukanszky B.: Langmuir 2006, 22, 7848.
• 7. Güçlü G., Al E., Emik S., Iyim T. B.: Polym. Bull. 2010, 65, 333.
• 8. Durmus A., Kaşgöz A.: Polym. Adv. Technol. 2008, 19, 213.
• 9. Kaplan M., Kaşgöz H.: Polym. Bull. 2011, 67, 1153.
• 10. Mahdavinia G. R., Zhalebaghy R.: J. Mater. Environ. Sci. 2012, 3, 895.
• 11. Ho Y. S.: Scientometrics 2004, 59, 171.
• 12. Ho Y. S., Mckay G.: Trans. IChemE 1999, 77B, 165.