Nanocomposite starch graft copolymers with carbon nanotubes – synthesis and flocculation efficiency

• Autorzy: Schmidt Beata

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2020.3.7

Warianty tytułu

PL

Nanokompozytowe kopolimery szczepione skrobi z nanorurkami węglowymi – synteza i efektywność flokulacyjna

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Nanocomposite flocculants based on polyacrylamide-grafted starch copolymers with carbon nanotubes (PAM-St-CNT) were prepared using natural polymer – potato starch (St), acrylamide (AM) as monomer and CNTs by in situ polymerization process. The effect of monomer to starch molar ratio, dose of flocculants and content of CNTs in composition on flocculation efficiency were investigated. All materials were characterized by FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy), TGA (thermogravimetric analysis) and DSC (differential scanning calorimetry) methods. An aqueous suspension of kaolin was used for the flocculation studies. The flocculation effectiveness was evaluated on the basis of reduction of suspension absorption and the sludge volume. It was found that synthesized nanocomposites PAM-St-CNT exhibit satisfactory flocculating properties.

PL

Z zastosowaniem naturalnego polimeru – skrobi ziemniaczanej (St) – akryloamidu (AM) jako monomeru i nanorurek węglowych (CNTs) w procesie polimeryzacji in situ wytworzono nanokompozytowe poliakryloamidowe kopolimery szczepione skrobi z nanorurkami węglowymi (PAM-St-CNT) do wykorzystania w charakterze flokulantów. Badano zależność wydajności flokulacji od stosunku molowego monomeru do skrobi oraz dodatku flokulantów i zawartości CNTs w materiale. Otrzymane układy scharakteryzowano metodami spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FT-IR), analizy termograwimetrycznej (TGA) i różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC). Do testów flokulacyjnych zastosowano wodną zawiesinę kaolinu. Skuteczność flokulacji oceniono na podstawie zmian absorpcji zawiesiny modelowej i objętości osadu poflokulacyjnego. Stwierdzono, że zsyntetyzowane nanokompozyty PAM-St-CNT wykazują zadowalające właściwości flokulacyjne.

Słowa kluczowe

EN

flocculants; starch graft copolymers; polyacrylamide; carbon nanotube; starch nanocomposites

PL

flokulanty; kopolimery szczepione skrobi; poliakryloamid; nanorurki węglowe; nanokompozyty skrobiowe

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 65, nr 3
• Strony: 226--231
• Opis fizyczny: Bibliogr. 37 poz., rys.

Twórcy

autor

Schmidt Beata

• West Pomeranian University of Technology in Szczecin, Faculty of Chemical Technology and Engineering, Polymer Institute, Pułaskiego 10, 70-322 Szczecin, Poland

Bibliografia

• [1] Mischra S., Mukul A., Sen G., Jha U.: International Journal of Biological Macromolecules 2011, 48, 106. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2010.10.004
• [2] Zhang S., Wang W., Wang H. et al.: Carbohydrate Polymers 2014, 101, 798. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.10.009
• [3] Sen G., Pal S.: International Journal of Biological Macromolecules 2009, 45, 48. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2009.03.012
• [4] Pal S., Sen G., Ghosh S., Singh R.P.: Carbohydrate Polymers 2012, 87, 336. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbpol.2011.07.052
• [5] Spychaj T., Schmidt B., Ulfig K., Markowska-Szczupak A.: Polimery 2012, 57, 95. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2012.095
• [6] Guo W., Peng B.: Journal of Vinyl and Additive Technology 2012, 18, 261. http://dx.doi.org/10.1002/vnl.20313
• [7] Schmidt B.: Polimery 2018, 63, 347. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2018.5.3
• [8] Eutamene M., Benbakhti A., Khodja M., Jada A.: Starch – Stärke 2009, 61, 81. http://dx.doi.org/10.1002/star.200800231
• [9] Drzycimska A., Schmidt B., Spychaj T.: Polish Journal of Chemical Technology 2007, 9, 10. http://dx.doi.org/10.2478/v10026-007-0015-x
• [10] Gao M., Xu Z.: Advanced Materials Research 2014, 875–877, 44. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.875-877.44
• [11] Zhang J.X., Zhang D.Y., Li H.X., Niu F.S.: Applied Mechanics and Materials 2013, 303–306, 2572. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.303-306.2572
• [12] Al-Karawi A., Al-Daraji A.: Carbohydrate Polymers 2010, 79, 769. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbpol.2009.10.003
• [13] Lee K., Morad N., Teng T., Poh B.: Chemical Engineering Journal 2012, 203, 370. http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2012.06.109
• [14] Wang J., Yuan S., Wang Y., Yu H.: Water Research 2013, 47, 2643. http://dx.doi.org/10.1016/j.watres.2013.01.050
• [15] Benarjee C., Gupta P., Mischra S. et al.: International Journal of Biological Macromolecules 2012, 51, 456. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2012.06.011
• [16] Cao J., Zhang S., Han B. et al.: Journal of Applied Polymer Science 2011, 123, 1261. http://dx.doi.org/10.1002/app.34614
• [17] Wu H., Liu Z., Yang H., Li A.: Water Research 2016, 96, 126. http://dx.doi.org/10.1016/j.watres.2016.03.055
• [18] Lapointe M., Barbeau B.: Journal of Water Process Engineering 2019, 28, 129. http://dx.doi.org/10.1016/j.jwpe.2019.01.011
• [19] Lapointe M., Barbeau B.: Water Research 2017, 124, 202. http://dx.doi.org/10.1016/j.watres.2017.07.044
• [20] Wen Q., Chen Z., Zhao Y. et al.: Journal of Hazardous Materials 2010, 175, 955. http://dx.doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.10.102
• [21] Mittal G., Dhang V., Rhee K.Y. et al.: Journal of Industrial and Engineering Chemistry 2015, 21, 11. http://dx.doi.org/10.1016/j.jiec.2014.03.022
• [22] Popov V.N.: Materials Science and Engineering 2004, 43, 61. http://dx.doi.org/10.1016/j.mser.2003.10.001
• [23] Paradise M., Goswami T.: Materials and Design 2007, 28, 1477. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2006.03.008
• [24] Simate G.S., Iyuke S.S., Ndlovu S., Heydenrych M.: Water Research 2012, 46, 1185. http://dx.doi.org/10.1016/j.watres.2011.12.023
• [25] Xie F., Pollet E., Halley P.J., Avérous L.: Progress in Polymer Science 2013, 38, 1590. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2013.05.002
• [26] Yan L., Chang P.R., Zheng P.: Carbohydrate Polymers 2011, 84, 1378. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbpol.2011.01.042
• [27] Chang P.R., Zheng P., Liu B. et al.: Journal of Hazardous Materials 2011, 186, 2144. http://dx.doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.12.119
• [28] Yang S., Hu J., Chen C. et al.: Environmental Science & Technology 2011, 45, 3621. http://dx.doi.org/10.1021/es104047d
• [29] Jackson N., Sheehan A., Hasan M. et al.: Advances in Polymer Technology 2015, 34, 21484. http://dx.doi.org/10.1002/adv.21484
• [30] Wang G.J., Huang S.Z., Wang Y. et al.: Polymer 2007, 48, 728. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2006.12.024
• [31] Pei X., Hu L., Liu W., Hao J.: European Polymer Journal 2008, 44, 2458. http://dx.doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2008.06.016
• [32] Soares M.C.F., Licinio P., Caliman V.: Journal of Polymer Research 2013, 261, 1. http://dx.doi.org/10.1007/s10965-013-0261-y
• [33] Gunavandhi M., Maria L.A.A., Chamundeswari V.N., Parthasarathy M.: Electrophoresis 2012, 33, 1271. http://dx.doi.org/10.1002/elps.201100562
• [34] Pal P., Pandey J.P., Sen G.: Polymer 2017, 112, 159. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2017.01.059
• [35] Lawal O.S., Lechner M.D., Kulicke W.M.: International Journal of Biological Macromolecules 2008, 42, 429. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2008.02.006
• [36] Lanthong P., Nuisin R., Kiatkamjornwong S.: Carbohydrate Polymers 2006, 66, 229. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbpol.2006.03.006
• [37] Bhattacharyyaa K.G., Gupta S.S.: Advances in Colloid and Interface Science 2008, 140, 114. http://dx.doi.org/10.1016/j.cis.2007.12.008

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).