Name: preparation of expanded chitin foams and their use in the removal of aqueous copper
Uploaded: 2021-02-27T15:00:00
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이 연구는 전투 능력 개발 사령부 육군 연구소 (협력 계약 번호 W911NF-15-2-0020)에 의해 후원되었다. 이 자료에 표현된 의견, 결과 및 결론 또는 권장 사항은 저자의 의견이며 반드시 육군 연구실의 견해를 반영하지는 않습니다.
몬태나 기술 대학의 고급 재료 처리 센터 (CAMP)는이 연구에 필요한 전문 장비의 일부를 사용하여 감사드립니다. 우리는 또한 게리 와이스, 낸시 오이어, 릭 라두슈르, 존 커틀리, 캐서린 조드로에게 기술 적 지원과 유용한 토론을 감사드립니다.

1. 확장 된 치틴준비
<ol><li>디메틸라세미드(DMAc)에서 5w% LiCl의 250mL 솔루션 준비 주의: 용매 DMAc는 다산을 손상시키고 선천적 결함을 일으킬 수 있는 가연성 자극제입니다. 피부와 눈과의 접촉을 피하기 위해 내화학 성 장갑과 고글을 사용하여 연기 후드에서 DMAc를 처리하십시오.<ol>
<li>LiCl 15g과 285g(268mL)의 DMAc를 500mL 에렌마이어 플라스크에 넣고 50mm 폴리테트라플루오로로틸렌(PTFE) 라이닝 마그네...

<ol>
	<li>Rinaudo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chitin+and+chitosan:+Properties+and+applications.">Chitin and chitosan: Properties and applications.</a> Progress in Polymer Science. 31 (7), 603-632 (2006).</li><li>Percot, A., Viton, C., Domard, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+chitin+extraction+from+shrimp+shells.">Optimization of chitin extraction from shrimp shells.</a> Biomacromolecules. 4 (1), 12-18 (2003).</li><li>Austin, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chitin+solvents+and+solubility+parameters.">Chitin solvents and solubility parameters.</a> Chitin, Chitosan, and Related Enzymes. , 227-237 (1984).</li><li>Deepthi, S., Venkatesan, J., Kim, S. K., Bumgardner, J. D., Jayakumar, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+overview+of+chitin+or+chitosan/nano+ceramic+composite+scaffolds+for+bone+tissue+engineering.">An overview of chitin or chitosan/nano ceramic composite scaffolds for bone tissue engineering.</a> International Journal of Biological Macromolecules. 93, 1338-1353 (2016).</li><li>Tao, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+chitin+and+chitosan+nanofibers+in+bone+regenerative+engineering.">Applications of chitin and chitosan nanofibers in bone regenerative engineering.</a> Carbohydrate Polymers. 230, 115658 (2020).</li><li>Zhao, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+the+morphological+and+physical+properties+of+a+soft+tissue+scaffold+by+manipulating+DD+and+DS+of+O-carboxymethyl+chitin.">Regulation of the morphological and physical properties of a soft tissue scaffold by manipulating DD and DS of O-carboxymethyl chitin.</a> ACS Applied Bio Materials. 3 (9), 6187-6195 (2020).</li><li>Duan, Y., Freyburger, A., Kunz, W., Zollfrank, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellulose+and+chitin+composite+materials+from+an+ionic+liquid+and+a+green+co-solvent.">Cellulose and chitin composite materials from an ionic liquid and a green co-solvent.</a> Carbohydrate Polymers. 192, 159-165 (2018).</li><li>Kadokawa, J., Takegawa, A., Mine, S., Prasad, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+chitin+nanowhiskers+using+an+ionic+liquid+and+their+composite+materials+with+poly(vinyl+alcohol).">Preparation of chitin nanowhiskers using an ionic liquid and their composite materials with poly(vinyl alcohol).</a> Carbohydrate Polymers. 84 (4), 1408-1412 (2011).</li><li>Chen, Z., Wang, J., Qi, H. J., Wang, T., Naguib, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Green+and+sustainable+layered+chitin-vitrimer+composite+with+enhanced+modulus,+reprocessability,+and+smart+actuator+function.">Green and sustainable layered chitin-vitrimer composite with enhanced modulus, reprocessability, and smart actuator function.</a> ACS Sustainable Chemistry and Engineering. 8 (40), 15168-15178 (2020).</li><li>Zhang, Z., Lucia, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chitin-clay+composite+gels+with+enhanced+thermal+stability+prepared+in+a+green+and+facile+approach.">Chitin-clay composite gels with enhanced thermal stability prepared in a green and facile approach.</a> Journal of Materials Science. 56 (4), 3600-3611 (2021).</li><li>Ahmed, M. J., Hameed, B. H., Hummadi, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+on+recent+progress+in+chitosan/chitin-carbonaceous+material+composites+for+the+adsorption+of+water+pollutants.">Review on recent progress in chitosan/chitin-carbonaceous material composites for the adsorption of water pollutants.</a> Carbohydrate Polymers. 247, 116690 (2020).</li><li>Matsuoka, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydration+of+nitriles+to+amides+by+a+chitin-supported+ruthenium+catalyst.">Hydration of nitriles to amides by a chitin-supported ruthenium catalyst.</a> RSC Advances. 5 (16), 12152-12160 (2015).</li><li>Wang, Y., Li, Y., Liu, S., Li, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+chitin+microspheres+and+their+multipurpose+application+as+catalyst+support+and+adsorbent.">Fabrication of chitin microspheres and their multipurpose application as catalyst support and adsorbent.</a> Carbohydrate Polymers. 120, 53-59 (2015).</li><li>Anastopoulos, I., Bhatnagar, A., Bikiaris, D., Kyzas, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chitin+Adsorbents+for+Toxic+Metals:+A+Review.">Chitin Adsorbents for Toxic Metals: A Review.</a> International Journal of Molecular Sciences. 18 (1), 114 (2017).</li><li>Habiba, U., Afifi, A. M., Salleh, A., Ang, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chitosan/(polyvinyl+alcohol)/zeolite+electrospun+composite+nanofibrous+membrane+for+adsorption+of+Cr6+,+Fe3++and+Ni2+.">Chitosan/(polyvinyl alcohol)/zeolite electrospun composite nanofibrous membrane for adsorption of Cr6+, Fe3+ and Ni2+.</a> Journal of Hazardous Materials. 322, 182-194 (2017).</li><li>Kim, U. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+adsorption+of+dialdehyde+cellulose-crosslinked+chitosan+with+high+amino+group+contents.">Protein adsorption of dialdehyde cellulose-crosslinked chitosan with high amino group contents.</a> Carbohydrate Polymers. 163, 34-42 (2017).</li><li>He, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+PVA+nanofibers+grafted+with+octaamino-POSS+and+their+application+in+heavy+metal+adsorption.">Fabrication of PVA nanofibers grafted with octaamino-POSS and their application in heavy metal adsorption.</a> Journal of Polymers and the Environment. , (2020).</li><li>Tian, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrospinning+of+polyvinyl+alcohol+into+crosslinked+nanofibers:+An+approach+to+fabricate+functional+adsorbent+for+heavy+metals.">Electrospinning of polyvinyl alcohol into crosslinked nanofibers: An approach to fabricate functional adsorbent for heavy metals.</a> Journal of Hazardous Materials. 378, (2019).</li><li>Meille, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+on+methods+to+deposit+catalysts+on+structured+surfaces.">Review on methods to deposit catalysts on structured surfaces.</a> Applied Catalysis A: General. 315, 1-17 (2006).</li><li>Dotto, G. L., Cunha, J. M., Calgaro, C. O., Tanabe, E. H., Bertuol, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+modification+of+chitin+using+ultrasound-assisted+and+supercritical+CO2+technologies+for+cobalt+adsorption.">Surface modification of chitin using ultrasound-assisted and supercritical CO2 technologies for cobalt adsorption.</a> Journal of Hazardous Materials. 295, 29-36 (2015).</li><li>Phongying, S., Aiba, S., Chirachanchai, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+chitosan+nanoscaffold+formation+via+chitin+whiskers.">Direct chitosan nanoscaffold formation via chitin whiskers.</a> Polymer. 48 (1), 393-400 (2007).</li><li>Tan, T. S., Chin, H. Y., Tsai, M. L., Liu, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+alterations,+pore+generation,+and+deacetylation+of+&#945;-+and+&#946;-chitin+submitted+to+steam+explosion.">Structural alterations, pore generation, and deacetylation of &#945;- and &#946;-chitin submitted to steam explosion.</a> Carbohydrate Polymers. 122, 321-328 (2015).</li><li>Chang, F. S., Chin, H. Y., Tsai, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+chitin+with+puffing+pretreatment.">Preparation of chitin with puffing pretreatment.</a> Research on Chemical Intermediates. 44 (8), 4939-4955 (2018).</li><li>Goodrich, J. D., Winter, W. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=&#945;-Chitin+Nanocrystals+prepared+from+shrimp+shells+and+their+specific+surface+area+measurement.">&#945;-Chitin Nanocrystals prepared from shrimp shells and their specific surface area measurement.</a> Biomacromolecules. 8 (1), 252-257 (2007).</li><li>Rolandi, M., Felts, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Naturally sourced chitin foam. , (2020).</li><li>McDermott, S., Hailer, M. K., Lead, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Meconium+identifies+high+levels+of+metals+in+newborns+from+a+mining+community+in+the+U.S.">Meconium identifies high levels of metals in newborns from a mining community in the U.S.</a> Science of the Total Environment. 707, 135528 (2020).</li><li>Hach Handbook of Water Analysis. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Copper,+Bicinchoninate+Method,+Method+8506.">Copper, Bicinchoninate Method, Method 8506.</a> Hach Handbook of Water Analysis. , (1979).</li><li>Crittenden, J. C., Trusell, R. R., Hand, D. R., Howe, K. J., Tchbanoglous, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption.">Adsorption.</a> MWH's Water Treatment. , 1117 (2012).</li><li>Focher, B., Beltrame, P. L., Naggi, A., Torri, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alkaline+N-deacetylation+of+chitin+enhanced+by+flash+treatments.+Reaction+kinetics+and+structure+modifications.">Alkaline N-deacetylation of chitin enhanced by flash treatments. Reaction kinetics and structure modifications.</a> Carbohydrate Polymers. 12 (4), 405-418 (1990).</li><li>Scherrer, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+the+size+and+the+internal+structure+of+colloidal+particles+by+means+of+X-rays.">Determination of the size and the internal structure of colloidal particles by means of X-rays.</a> News from the Society of Sciences in G&#246;ttingen, Mathematical- Physical Class. 2, 98-100 (1918).</li><li>Brunauer, S., Emmett, P. H., Teller, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+of+gases+in+multimolecular+layers.">Adsorption of gases in multimolecular layers.</a> Journal of the American Chemical Society. 60 (2), 309-319 (1938).</li><li>Sing, K. S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+methods+for+the+characterization+of+porous+materials.">Adsorption methods for the characterization of porous materials.</a> Advances in Colloid and Interface Science. 76-77, 3-11 (1998).</li><li>Rouquerol, J., Llewellyn, P., Rouquerol, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+the+bet+equation+applicable+to+microporous+adsorbents.">Is the bet equation applicable to microporous adsorbents.</a> Studies in Surface Science and Catalysis. 160, 49-56 (2007).</li><li>Vorokh, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scherrer+formula:+estimation+of+error+in+determining+small+nanoparticle+size.">Scherrer formula: estimation of error in determining small nanoparticle size.</a> Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. , 364-369 (2018).</li><li>Labidi, A., Salaberria, A. M., Fernandes, S. C. M., Labidi, J., Abderrabba, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+of+copper+on+chitin-based+materials:+Kinetic+and+thermodynamic+studies.">Adsorption of copper on chitin-based materials: Kinetic and thermodynamic studies.</a> Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 65, 140-148 (2016).</li><li>Tian, M., Zhao, T. Q., Chin, P. L., Liu, B. S., Cheung, A. S. -. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methane+and+propane+co-conversion+study+over+zinc,+molybdenum+and+gallium+modified+HZSM-5+catalysts+using+time-of-flight+mass-spectrometry.">Methane and propane co-conversion study over zinc, molybdenum and gallium modified HZSM-5 catalysts using time-of-flight mass-spectrometry.</a> Chemical Physics Letters. 592, 36-40 (2014).</li></ol>

치틴 폼 제조에 대한 제안 된 방법은 특수 장비 또는 기술에 대한 필요없이 이러한 거품의 생산을 할 수 있습니다. 치틴 폼의 생산은 치틴 솔 젤 내의 나트륨 수화물의 현탁액에 의존한다. 대기로부터의 물과접촉하여 치틴 매트릭스의 겔화와 수소가스의 분해에 의한 수소가스의 진화를 유도한다. 따라서, 준비의 중요한 단계는 (1) 솔겔의 형성, (2) 무수 조건에서 나트륨 수화물의 도입, (3) 치틴 솔 ?...

치틴은 기계적으로 견고하고 화학적으로 불활성 바이오 폴리머로, 천연 풍부1에서셀룰로오스에 이어 두 번째이다. 그것은 절지동물의 외골격과 곰팡이 및 효모2의세포벽의 주요 구성 요소입니다. 치틴은 셀룰로오스와 유사하지만, 각각의 단조의 하나의 하이드록실 그룹과 아세틸 아민군(도 1A,B)으로대체된다. 이러한 차이는 인접한 폴리머 체인 간의 수소 결합 강도를 증가시키고 키틴의 특징적인 구조적 탄력성과 화학적 불활성2,3을제공한다. 그 속성과 풍요로움으로 인해, 치틴은 상당한 산업 및 학문적 관심을 끌고있다. 조직 성장을 위한 비계로 연구되고 있다4,5,6,복합재료7,8,9,10,11,흡착제 및 촉매에 대한지원으로서(11,12,13,14)에대한 성분으로서. 특히 화학적 안정성은 일반적인흡착제(14)에열악한 조건을 포함하는 흡착 응용 분야에 대해 치틴을 매력적으로 만듭니다. 또한, 아민 군의 풍부는 치틴을 금속이온(15)에대한 효과적인 흡착제로 만든다. 그러나, 산성 조건 하에서 아민 군의 프로토네이션은 치틴16의금속 흡착 용량을 감소시킨다. 성공적인 전략은 프로토네이션17,18에더 강한 흡착 사이트를 소개하는 것입니다. 대신, 본명에서 특정 표면적을 증가시키는 간단한 방법을 설명하고, 따라서, 치틴내흡착 부위의 개수가 있다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62301/62301fig01.jpg"> 그림 1. 화학 적 구조. (A) 셀룰로오스, (B) 치틴, (C) 키토산. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62301/62301fig01large.jpg" target="_blank"></a>
많은 잠재적 인 사용에도 불구하고, 치틴은 활용도가 낮습니다. 치틴 처리는 대부분의 용매에서 낮은 용해도로 인해 도전적입니다. 촉매 및 흡착에 그것의 사용에 대 한 주요 제한은 그것의 낮은 특정 표면적. 일반적인 탄소 및 금속 산화물 지지대는 순서 102-103 m2/g의 특정 표면영역을 가지고 있지만, 상업용 치틴 플레이크는 10m2/g19,20,21의순서로 표면영역을 갖는다. 발포로 치틴을 확장하는 방법은 존재하지만, 그들은 변함없이 높은 온도와 압력, 강한 산 및 기지, 또는 상당한 진입 장벽을 나타내는 특수장비에의존5,21,22,23,24,25. 또한, 이러한 방법은 키토산(도1C)-보다용해성 및 반응성 생리중합체5,25,26을형성하기 위해치틴을비하하는 경향이 있다.
본명, 치틴을 고체 폼으로 확장하고, 특정 표면적 및 흡착 능력을 증가시키고, 화학적 무결성을 유지하는 방법이 기재되어 있다. 이 방법은 키틴 젤 내에서 가스의 급속한 진화에 의존하고 특수 장비가 필요하지 않습니다. 확장된 키틴의 흡착 용량증가는 수성 Cu 2+ -지역지하수(26)의일반적인 오염물질로 입증된다.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td>단위</td>
			<td>깔끔한 플레이크</td>
			<td>구운 거품</td>
			<td>Lyophilised 거품</td>
		</tr>
<tr>
<td>결정성</td>
			<td>%</td>
			<td>88</td>
			<td>74</td>
			<td>58</td>
		</tr>
<tr>
<td>크리스탈 크기</td>
			<td>nm</td>
			<td>6.5</td>
			<td>4.4</td>
			<td>4.4</td>
		</tr>
<tr>
<td>표면적</td>
			<td>m2/g</td>
			<td>12.6 ± 2.1</td>
			<td>43.1 ± 0.2</td>
			<td>73.9 ± 0.2</td>
		</tr>
<tr>
<td>Cu Uptake</td>
			<td>mg/g</td>
			<td>13.8 ± 2.9</td>
			<td>48.6 ± 1.9</td>
			<td>73.1 ± 2.0</td>
		</tr>
<tr>
<td>Cu Uptake</td>
			<td>원자/nm2
</td>
			<td>10.5 ± 2.8</td>
			<td>10.7 ± 0.4</td>
			<td>9.4 ± 0.3</td>
		</tr>
</tbody></table>표 1. 재료 속성의 요약입니다. 치틴 폼은 깔끔한 치틴 플레이크에 비해 결정성과 결정 크기가 낮습니다. 그러나, 치틴 폼의 특정 표면적 및 Cu 섭취량은 깔끔한 치틴 플레이크보다 비례적으로 높다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Ammonium bicarbonate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>9830</td>
			<td>NH4HCO3, &#8805;99.5 %</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chitin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C7170</td>
			<td>Pandalus borealis, practical grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Colorimeter</td>
			<td>Hanna Instruments</td>
			<td>HI83399-01</td>
			<td>Photometer for wastewater analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Copper High Range Checker</td>
			<td>Hanna Instruments</td>
			<td>HI702</td>
			<td>Bicinchoninate colorimetric titration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Copper nitrate hydrate&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>223395</td>
			<td>Cu(NO3)2 &#183; 2.5 H2O, 98 %</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethylacetamide (DMAc)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>271012</td>
			<td>Anhydrous, 99.8 %</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IR Spectrophotometer</td>
			<td>Thermo Nicolet</td>
			<td>Nexus 670</td>
			<td>Fitted with an ATR cell</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lithium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>310468</td>
			<td>LiCl, &#8805;99 %</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N2 Physisorption Apparatus</td>
			<td>Micromeritics</td>
			<td>Tristar II</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitric acid</td>
			<td>BDH</td>
			<td>BDH7208-1</td>
			<td>HNO3, 0.1 N</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scanning electron microscope</td>
			<td>Zeiss LEO</td>
			<td>1430 VP</td>
			<td>15 kV, secondary electron detector, 29-31 mm working distance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>223441</td>
			<td>NaH, packed in mineral oil, 90 %</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermogravimetric analyzer</td>
			<td>TA Instruments</td>
			<td>Q500</td>
			<td>100 ml/min N2, 10 &#176;C/min to 800 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water Purification System</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>Milli-Q</td>
			<td>Type A water (18 M&#937;)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>X-Ray Diffractometer</td>
			<td>Rigaku</td>
			<td>Ultima IV</td>
			<td>Cu K-&#945; radiation, 8.04 keV</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation of expanded chitin foams and their use in the removal of aqueous copper

치틴은 저익, 자연적으로 풍부하고 기계적으로 견고하며 화학적으로 저항하는 바이오 폴리머입니다. 이러한 특성은 흡착물에서 바람직하지만 치틴은 필요한 특정 표면적이 부족하며 수정에는 특수 기술과 장비가 포함됩니다. 본명에서 새우 껍질 폐기물에서 파생된 치틴 플레이크를 표면적이 높은 폼으로 확장하는 새로운 화학 적 절차가 설명되어 있다. 이 과정은 키틴 젤에 갇힌 NaH와 물의 반응에서 H2 가스의 진화에 의존한다. 준비 방법은 특수 장비가 필요하지 않습니다. 분말 X선 회절 및N-2-물리흡수는결정성 크기가 6.6nm에서 4.4nm로 감소하고 특정 표면적이 12.6 ± 2.1 m2/g에서73.9 ± 0.2 m2/g로증가함을 나타낸다. 그러나, 적외선 분광법 및 열역학 분석은 공정이 치틴의 화학적 정체성을 바꾸지 않는다는 것을 나타낸다. 확장된 치틴의 특정 Cu 흡착 용량은 특정 표면적에 비례하여 증가하여 13.8 ± 2.9 mg/g에서 73.1 ± 2.0 mg/g로 증가한다. 그러나, 표면 밀도로서의 Cu 흡착 용량은 평균 10.1± 0.8 원자/nm2로상대적으로 일정하게 유지되며, 이는 다시 치틴의 화학적 정체성에 변화가 없음을 시사한다. 이 방법은 바람직한 특성을 희생하지 않고 치틴을 더 높은 표면적 재료로 변환하는 수단을 제공합니다. 치틴 폼은 여기에 흡착제로 설명되지만 촉매 지지대, 열 절연체 및 구조 재료로 구상될 수 있다.

팽창된 치틴은 건조 방법에 관계없이 동일한 형태를 나타낸다. 도 3은 깔끔한 키틴플레이크(도 3A1),오븐 건조 팽창 치틴(도3B1)및 리오필화 확장 치틴(도 3C3)의이미지를 나타낸다. 깔끔한 플레이크는 거친 모래의 모양을 가지고 있지만, 확장 된 치틴 폼은 튀어 나온 옥수수의 커널의 모양을 가지고있다. 전...

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Preparation of Expanded Chitin Foams and their Use in the Removal of Aqueous Copper

이 연구는 특수 장비가 필요하지 않은 화학 적 기술에 의해 발포로 치틴을 확장하는 방법을 설명합니다.

확장 된 치틴 폼의 준비와 수성 구리의 제거에 자신의 사용

Chitin is an underexploited, naturally abundant, mechanically robust, and chemically resistant biopolymer. These qualities are desirable in an adsorbent, ...

이 프로토콜은 작업하기가 매우 어려운 대량 폐기물인 치틴의 새로운 물리적 변환을 허용합니다. 이 기술의 주요 장점은 처리 방법론의 단순성입니다. 특수 재료가 필요하지 않으므로.화학 실험실에서 흔하게 발견되는 기본 장비만. 우리는 치틴으로이 방법을 시연했지만,이 기술은 젤을 형성하는 다른 폴리머 및 바이오 폴리머의 확장 된 버전을 만들기 위해 수정 될 수있다. 이 기술의 가장 간단한 버전에서 시연된 대로 수행되었습니다.인내심이 중요합니다. 습도에 대한 일일 및 계절적 변화와 함께 젤링 속도가 변경됩니다. 확장 된 치틴을 준비하기 하루 전에 80섭씨 오븐에서 24 시간 동안 적어도 1.2 그램의 치틴 플레이크를 건조하십시오.다음날 아침 연기 후드와 화학성 장갑과 고글을 착용하고, 50 밀리리터 PTFE 라인 마그네틱 교반 바를 포함하는 500 밀리리터 에를렌마이어 플라스크에 285 그램의 D-MAc에 15 그램의 리튬 염화물을 추가합니다. 플라스크를 고무 중격으로 캡을 넣고 가열 교반 접시에 놓습니다. 온도 프로브를 중격을 통해 혼합물에 넣고 약 4 시간 동안 섭씨 80도에서 분당 400 회전에서 혼합물을 저어줍니다.모든 염화리튬이 용해되면 5% 리튬 염화D-MAc 용액에 오븐 말린 치틴 플레이크 1 그램을 추가합니다. 그리고 결과용 액을 500밀리리터 라운드 하단 플라스크로 옮기고, 50밀리리터 PTFE 라이닝 마그네틱 스터드 바를 함유하고 있습니다. 고무 중격이 있는 플라스크 캡을 교반 열 블록에 놓습니다.플라스크가 섭씨 80도에서 용액을 배출하고 가열할 수 있도록 바늘로 중격을 관통하고, 24~48시간 동안 분당 400회전에서 저어줍니다. 모든 치틴이 용해되면, 그 결과 치틴 솔 젤이 교반과 함께 약 1 시간 동안 실온으로 냉각 되도록 하십시오. 용액이 실온에 도달하면 플라스크를 얼음 욕조에 넣고 온도가 안정될 때까지 약 20 분 동안 계속 저어줍니다.나트륨 수화물 및 D-MAc의 100 밀리리터 슬러리를 준비합니다. 화학성 장갑과 고글을 착용한 연기 후드에서 미네랄 오일 보관에서 제거된 수화물 나트륨 약 1그램을 세척합니다. 세척당 헥산 10밀리리터로 3회.PTFE 라인 마그네틱 교반 바에서 100 밀리리터의 D-MAc를 함유한 신선한 250 밀리리터 에를렌마이어 플라스크에 0.82 그램의 세척 나트륨 수화물을 넣고 혼합물을 소용돌이어 나트륨 하이드라이드 D-MAc 슬러리를 생성합니다. 치틴 젤을 형성하려면 냉각된 솔 젤에 수화물 슬러리 나트륨의 전체 부피를 넣고 젤 용액을 적극적으로 교반합니다. 그런 다음 캡을 교체하고 젤이 형성될 때까지 분당 400회전에서 혼합물을 계속 저어줍니다.젤이 형성된 후, 연기 후드의 플라스크에 100밀리리터의 탈이온화된 물을 넣고 플라스크에서 팽창된 키틴 폼을 제거하고 필요한 경우 거품을 조각으로 부수세요. 거품을 1000 밀리리터의 탈온화 물과 함께 거품을 잡을 수 있을 만큼 충분히 큰 결정화 접시에 거품을 놓습니다. 고립된 젤을 세척당 500밀리리터의 탈온화물로 3번 헹구고, 젤을 1000밀리리터의 탈온화수, 메탄올 500밀리리터, 침수당 24밀리리터1000밀리리터로 헹구세요.마지막 탈이온화 된 물 세척 후, 젤이 24 ~ 48 시간 동안 공기 건조하도록 하십시오. 젤은 48 시간 동안 영하 43도 및 0.024 밀리바의 압력에서 주변 공기 또는 리오필라이저에서 섭씨 85도에서 48 시간 동안 오븐에서 건조 될 수 있습니다. 고체 치틴 폼이 형성되면 박격포와 유봉을 사용하여 거품을 미세 분말로 갈아 넣습니다.건조하기 전에 반죽된 치틴 플레이크는 코어 모래 모양을 나타낸다. 건조 후, 확장된 치틴 형태학은 방법에 관계없이 팝콘커널과 유사합니다. 전자 현미경 검사를 통해 반죽치틴은 컴팩트한 조밀한 구조이며, 확장된 치틴은 주름진 종이 나 주름진 시트와 유사합니다.x선 회절 연구에서 반죽 치틴은 크리스탈 평면에 해당하는 19.3도의 강한 피크를 표시합니다. 베이킹 후 강도가 감소하거나, lyophilizing. 제안, 그 건조는 치틴의 결정 지수를 변경합니다.질소 물리 흡수 등에서 얻은 특정 표면적의 측정은 확장된 폼에 대해 가장 큰 흡수량을 나타낸다. 이러한 샘플의 더 개방적이고 다공성 구조를 확인합니다. 형태학의 이러한 변화에도 불구하고, 확장 과정은 치틴의 화학 적 구조에 영향을 미치지 않는 것으로 보인다.이러한 대표적인 IR 분광기에서 관찰된 바와 같이. 온도 역학 분석 후 유사한 관찰이 지적됩니다. 섭씨 260도에서 발생하는 세 가지 샘플의 열 분해가 시작되고, 더 컴팩트한 형태로 인해 치틴 플레이크의 경우 더 높은 온도에서 발생하는 최대 분해 속도가 발생합니다.특정 표면적의 증가는 치틴에 의한 최대 구리 섭취량의 예상 증가를 수반한다. 그러나, 구리 섭취량이 표면적에 의해 정상화되면 이러한 섭취량의 차이가 사라집니다. D-MAc와 NAH는 위험한 화학 물질이며 신중하게 처리해야한다는 것을 기억하는 것이 중요합니다.항상 연기 후드에서 작동하고 적절한 개인 보호 장비를 착용하십시오. 제한된 질소 흡착은 우리가 수집한 다른 어떤, 특정 표면적만 제공할 수 있습니다. 전체 질소 흡수 는 더니즘, 크기 선택적 응용 프로그램에서 유용성을 결정하는 데 중요한 다공성 정보를 제공 할 수 있습니다.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Preparation and Use of Samarium Diiodide (SmI2) in Organic Synthesis: The Mechanistic Role of HMPA and Ni(II) Salts in the Samarium Barbier Reaction

Preparation and Use of Samarium Diiodide SmI2 in Organic Synthesis: The Mechanistic Role of HMPA and NiII Salts in the Samarium Barbier Reaction

준비와 사마륨 Diiodide 이용 (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) 유기 합성의 : 사마륨 Barbier 반응에 HMPA과 니켈 (II) 소금의 기계론의 역할

Although initially considered an esoteric reagent, SmI2 has become a common tool for synthetic organic chemists. SmI2 is generated through the addition of ...

연구

화학

Preparation of Hydrophobic Metal-Organic Frameworks via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition of Perfluoroalkanes for the Removal of Ammonia

플라즈마 통해 소수성 유기 금속 프레임 워크의 제조 암모니아의 제거에 대한 퍼플 루오로 알칸의 화학 증착을 강화

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of perfluoroalkanes has long been studied for tuning the wetting properties of surfaces. For high ...

Exfoliation of Egyptian Blue and Han Blue, Two Alkali Earth Copper Silicate-based Pigments

이집트 블루와 한 블루, 알칼리 지구 구리 실리케이트 계 안료의 각질 제거

In a visualized example of the ancient past connecting with modern times, we describe the preparation and exfoliation of CaCuSi4O10 and BaCuSi4O10, the ...

Preparation and Use of Carbonyl-decorated Carbenes in the Activation of White Phosphorus

화이트 인의 활성화에 카르 보닐 장식 카르 벤의 제조 및 사용

Here we present a protocol for the synthesis of two distinct carbonyl-decorated carbenes. Both carbenes can be prepared using nearly identical procedures ...

Preparation of a Corannulene-functionalized Hexahelicene by Copper(I)-catalyzed Alkyne-azide Cycloaddition of Nonplanar Polyaromatic Units

Preparation of a Corannulene-functionalized Hexahelicene by CopperI-catalyzed Alkyne-azide Cycloaddition of Nonplanar Polyaromatic Units

구리 (I)에 의해 Corannulene 기능화 Hexahelicene의 제조 비평 아로마틱 유닛 알킨 지드의 고리 화를 촉매 반응

The main purpose of this video is to show 6 reaction steps of a convergent synthesis and prepare a complex molecule containing up to three nonplanar ...

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the ...

Visualization of Ambient Mass Spectrometry with the Use of Schlieren Photography

슐 리렌 사진의 사용과 주변 질량 분석의 시각화

This manuscript outlines how to visualize mass spectrometry ambient ionization sources using schlieren photography. In order to properly optimize the mass ...

Synthesis of Cyclic Polymers and Characterization of Their Diffusive Motion in the Melt State at the Single Molecule Level

단일 분자 수준에서 순환 고분자의 합성 및 용융 상태에서 그들의 확산 운동의 특성

We demonstrate a method for the synthesis of cyclic polymers and a protocol for characterizing their diffusive motion in a melt state at the single ...

Preparation of Chitosan-based Injectable Hydrogels and Its Application in 3D Cell Culture

주 사용 Hydrogels 키토 산 기반 및 3D 세포 배양에서의 응용의 준비

The protocol presents a facile, efficient, and versatile method to prepare chitosan-based hydrogels using dynamic imine chemistry. The hydrogel is ...

A Convenient Method for Extraction and Analysis with High-Pressure Liquid Chromatography of Catecholamine Neurotransmitters and Their Metabolites

추출 및 카 테 콜 아민 신경 전달 물질과 그들의 대사 산물의 고압 액체 크로마토그래피로 분석 하는 편리한 방법

The extraction and analysis of catecholamine neurotransmitters in biological fluids is of great importance in assessing nervous system function and ...