Name: preparation of expanded chitin foams and their use in the removal of aqueous copper
Uploaded: 2021-02-27T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Expanded Chitin Foams and their Use in the Removal of Aqueous Copper at JoVE.com

Araştırma, Savaş Yetenekleri Geliştirme Komutanlığı Ordu Araştırma Laboratuvarı (Kooperatif Anlaşma Numarası W911NF-15-2-0020) tarafından desteklendi. Bu materyalde ifade edilen herhangi bir görüş, bulgu ve sonuç veya öneri yazarların görüşleridir ve Ordu Araştırma Laboratuvarı'nın görüşlerini yansıtmak zorunda değildir.
Montana Teknoloji Üniversitesi İleri Malzeme İşleme Merkezi'ne (CAMP) bu çalışmada gerekli olan bazı özel ekipmanların kullanımı için teşekkür ederiz. Gary Wyss, Nancy Oyer, Rick LaDouceur, John Kirtley ve Katherine Zodrow'a da teknik yardım ve yararlı tartışmalar için teşekkür ederiz.

1. Genişletilmiş kitin hazırlanması
<ol><li>Dimetilsetamid (DMAc) içinde %5 wt LiCl 250 mL'lik bir çözüm hazırlayın DİkKAT: Çözücü DMAc, doğurganlığa zarar verebilen ve doğum kusurlarına neden olabilecek yanıcı bir tahriş edicidir. Cilt ve gözlerle teması önlemek için kimyasallara dayanıklı eldivenler ve gözlükler kullanarak DMAc'ı duman kaputunda kullanın.<ol>
<li>500 mL Erlenmeyer şişesine 15 g LiCl ve 285 g (268 mL) DMAc ekleyin, ardından 50 mm Politetrafloroetilen (PTFE) astar...

<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>

Kitin köpük imalatı için önerilen yöntem, özel ekipmana veya tekniklere ihtiyaç duymadan bu tür köpüklerin üretilmesine izin verir. Kitin köpüğünün üretimi, bir kitin sol jeli içindeki sodyum hidritin askıya alınmasına dayanır. Atmosferden gelen su ile temas, sodyum hidritin ayrışmasıyla kitin matrisinin jellenmesine ve hidrojen gazının evrimine neden olan nedenler. Bu nedenle, preparatın kritik adımları (1) sol-jel oluşumu, (2) sodyum hidritin susuz koşullarda tanıtılması ve (3) atmos...

Kitin, doğal bollukta selülozdan sonra ikinci olan mekanik olarak sağlam ve kimyasal olarak inert bir biyopolimerdir1. Eklembacaklıların dış iskeletinde ve mantar ve maya hücre duvarlarında ana bileşendir2. Kitin selüloza benzer, ancak her monomerden bir hidroksil grubu asetil amin grubu ile değiştirilir (Şekil 1A,B). Bu fark, bitişik polimer zincirleri arasındaki hidrojen bağlanma gücünü arttırır ve kitine karakteristik yapısal dayanıklılığını ve kimyasal ataletini verir2,3. Özellikleri ve bolluğu nedeniyle, kitin önemli endüstriyel ve akademik ilgi çekmiştir. Doku büyümesi için bir iskele olarak çalışılmıştır4,5,6, kompozit malzemelerde bir bileşen olarak 7,8,9,10,11, ve adsorbentler ve katalizörler için bir destek olarak11,12,13,14. Kimyasal stabilitesi, özellikle, chitin'i yaygın adsorbentlere misafirperver olmayan koşullar içeren adsorpsiyon uygulamaları için çekici kılar14. Ek olarak, amin gruplarının bolluğu kitini metal iyonları için etkili bir adsorbent haline getirir15. Bununla birlikte, asidik koşullar altında amin gruplarının protonasyonu kitin16'nınmetal adsorpsiyon kapasitesini azaltır. Başarılı bir strateji, protonasyona daha dayanıklı adsorpsiyon siteleri tanıtmaktır17,18. Bunun yerine, burada belirli yüzey alanını ve dolayısıyla kitindeki adsorpsiyon alanlarının sayısını artırmak için basit bir yöntem açıklanmaktadır.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62301/62301fig01.jpg"> Şekil 1. Kimyasal yapı. (A) selüloz, (B) kitin, (C) chitosan. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62301/62301fig01large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Birçok potansiyel kullanımına rağmen, kitin az sunulandır. Kitin işleme, çoğu çözücüdeki düşük çözünürlüğü nedeniyle zordur. Kataliz ve adsorpsiyonda kullanımının önemli bir sınırlaması, düşük spesifik yüzey alanıdır. Tipik karbon ve metal oksit destekleri 10 2 -103 m2/g sırasına göre belirli yüzey alanlarına sahipken, ticari kitin pulları 10 m 2 /g19,20,21sırasına göre yüzey alanlarına sahiptir. Kitini köpüklere genişletme yöntemleri vardır, ancak her zaman yüksek sıcaklık ve basınca, güçlü asitlere ve bazlara veya önemli bir giriş bariyeri 5 , 21,22,23,24,25'itemsil eden özelekipmanlaradayanırlar. Ek olarak, bu yöntemler chitosan oluşturmak için chitin deacetylate eğilimindedir (Şekil 1C)- daha çözünür ve reaktif biyopolimer5,25,26.
Burada, kitini katı köpüklere genişletmek, spesifik yüzey alanını ve adsorpsiyon kapasitesini artırmak ve kimyasal bütünlüğünü korumak için bir yöntem açıklanmaktadır. Yöntem, gazın bir kitin jelinin içinden hızlı evrimine dayanır ve özel ekipman gerektirmez. Genişletilmiş kitin artan adsorpsiyon kapasitesi sulu Cu2+ile gösterilmiştir - yerel yeraltı suyunda ortak bir kirletici26.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td>Birim</td>
			<td>Düzgün Pul</td>
			<td>Pişmiş Köpük</td>
			<td>Liofili Köpük</td>
		</tr>
<tr>
<td>Kristallik</td>
			<td>%</td>
			<td>88</td>
			<td>74</td>
			<td>58</td>
		</tr>
<tr>
<td>Kristal boyutu</td>
			<td>Nm</td>
			<td>6.5</td>
			<td>4.4</td>
			<td>4.4</td>
		</tr>
<tr>
<td>Yüzey Alanı</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 Alımı</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 Alımı</td>
			<td>atom/nm2
</td>
			<td>10,5 ± 2,8</td>
			<td>10.7 ± 0.4</td>
			<td>9.4 ± 0.3</td>
		</tr>
</tbody></table>Tablo 1. Malzeme özelliklerinin özeti. Kitin köpükleri, düzgün kitin pullarına göre daha düşük kristalliğe ve kristal boyutuna sahiptir. Bununla birlikte, kitin köpüklerinin spesifik yüzey alanı ve Cu alımı, düzgün kitin pullarından orantılı olarak daha yüksektir.

<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

Kitin az pişmiş, doğal olarak bol, mekanik olarak sağlam ve kimyasal olarak dirençli bir biyopolimerdir. Bu nitelikler bir adsorbentte arzu edilir, ancak kitin gerekli özel yüzey alanından yoksundur ve modifikasyonu özel teknikler ve ekipmanlar içerir. Burada, karides kabuğu atıklarından elde edilen kitin pullarının daha yüksek yüzey alanına sahip köpüklere genişletilmesi için yeni bir kimyasal prosedür açıklanmaktadır. Süreç, bir kitin jelinde sıkışmış NaH ile suyun reaksiyonundan H2 gazının evrimine dayanır. Hazırlık yöntemi özel ekipman gerektirmez. Toz X-ışını kırınımı veN 2-fizörpsiyon, kristalit boyutunun 6,6 nm'den 4,4 nm'ye düştüğünü ve spesifik yüzey alanının 12,6 ± 2,1 m 2 /g'dan 0,2 m2/g'± 73,9'a yükseleceğini gösterir. Bununla birlikte, kızılötesi spektroskopi ve termogravimetrik analiz, işlemin kitin kimyasal kimliğini değiştirmediğini göstermektedir. Genişletilmiş kitin spesifik Cu adsorpsiyon kapasitesi, belirli yüzey alanıyla orantılı olarak 13,8 ± 2,9 mg/g'dan 73,1 ± 2,0 mg/g'a çıkar. Bununla birlikte, bir yüzey yoğunluğu olarak Cu adsorpsiyon kapasitesi ortalama 10.1 ± 0.8 atom / nm2'de nispeten sabit kalır , bu da yine kitin kimyasal kimliğinde bir değişiklik olmadığını göstermektedir. Bu yöntem, kitini istenen özelliklerinden ödün vermeden daha yüksek bir yüzey alanı malzemesine dönüştürmenin araçlarını sunar. Kitin köpüğü burada bir adsorbent olarak tanımlansa da, katalizör desteği, termal izolatör ve yapısal malzeme olarak düşünülebilir.

Genişletilmiş kitin kurutma yönteminden bağımsız olarak aynı morfolojiyi gösterir. Şekil 3 düzgün kitin gevreği (Şekil 3A1), fırında kurutulmuş genişletilmiş kitin (Şekil 3B1) ve liyofilize genişletilmiş kitin (Şekil 3C3) görüntülerini göstermektedir. Düzgün pullar kaba kum görünümüne sahipken, genişletilmiş kitin köpüğü haşhaş mısır çekirdeği görünüm?...

Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Expanded Chitin Foams and their Use in the Removal of Aqueous Copper at JoVE.com

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

Bu çalışma, özel ekipman gerektirmeyen kimyasal tekniklerle kitini bir köpüğün içine genişletme yöntemini açıklar.

Genişletilmiş Kitin Köpüklerinin Hazırlanması ve Sulu Bakırın Çıkarılmasında Kullanımı

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

Bu protokol, çalışması oldukça zor olan yüksek hacimli bir atık malzeme olan kitin'in yeni fiziksel dönüşümüne izin verir. Bu tekniğin ana avantajı, işleme metodolojisinin basitliğidir. Özel malzemeler gerektirmediği için.Sadece kimya laboratuvarlarında yaygın olarak bulunan temel ekipmanlar. Bu yöntemi kitin ile gösterdik, ancak bu teknik jel oluşturan diğer polimerlerin ve biyo polimerlerin genişletilmiş versiyonlarını oluşturmak için değiştirilebilir. Bu tekniğin en basit versiyonunda, gösterildiği gibi gerçekleştirilir.Sabır önemlidir. Jöle oranı, nemde günlük ve mevsimsel değişikliklerle değişecektir. Genişletilmiş kitini hazırlamadan bir gün önce, 80 santigrat derece fırında 24 saat boyunca en az 1,2 gram kitin gevreği kurutun.Ertesi sabah duman kapüşonlu ve kimyasallara dayanıklı eldivenler ve gözlükler takarak, 50 mililitrelik bir Erlenmeyer şişesinde, 285 gram D-MAc'ye 15 gram lityum klorür ekleyin, 50 mililitre PTFE hattı manyetik karıştırma çubuğu içerir. Şişeyi kauçuk bir septumla kapla ve bir ısıtma karıştırma plakasına yerleştirin. Septumdan karışıma bir sıcaklık probu yerleştirin ve karışımı yaklaşık 4 saat boyunca 80 santigrat derecede dakikada 400 dönüşte karıştırın.Lityum klorürün tamamı çözüldüğünde, % 5 lityum klorür D-MAc çözeltisine 1 gram fırın kurutulmuş kitin gevreği ekleyin. Ve elde edilen çözeltiyi 50 mililitre ptfe astarlı manyetik karıştırma çubuğu içeren 500 mililitre yuvarlak bir alt şişeye aktarın. Şişe kapağını kauçuk septum ile karıştırmalı bir ısı bloğuna yerleştirin.Şişenin çözeltiyi 80 santigrat derecede boşaltmasını ve ısıtmasını sağlamak için bir iğneyle septuma delin ve 24 ila 48 saat boyunca dakikada 400 dönüşte karıştırın. Tüm kitin çözüldüğünde, elde edilen kitin sol-jelin karıştırılarak yaklaşık bir saat oda sıcaklığına soğumasını bekleyin. Çözelti oda sıcaklığına ulaştığında, şişeyi sıcaklık dengeleninceye kadar yaklaşık 20 dakika boyunca karıştırmaya devam edecek şekilde bir buz banyosuna yerleştirin.Sodyum hidrit ve D-MAc'den oluşan 100 mililitrelik bir bulamaç hazırlamak için. Kimyasal dirençli eldivenler ve gözlükler giyen bir duman kaputunda, mineral yağ deposundan çıkarılan yaklaşık 1 gram sodyum hidrit yıkayın. Yıkama başına 10 mililitre hekzan ile 3 kez.Bir PTFE hattı manyetik karıştırma çubuğunda 100 mililitre D-MAc içeren taze 250 mililitre Erlenmeyer şişesine 0,82 gram yıkama sodyum hidrit ekleyin ve sodyum hidrit D-MAc bulamacı üretmek için karışımı döndürün. Kitin jelini oluşturmak için, jel çözeltisini kuvvetlice karıştırırken, soğutulmuş sol jele tüm sodyum hidrit bulamacı hacmini ekleyin. Daha sonra kapağı değiştirin ve bir jel oluşana kadar karışımı dakikada 400 dönüşte karıştırmaya devam edin.Jel oluştuktan sonra, duman kaputunda şişeye 100 mililitre deiyonize su ekleyin ve genişletilmiş kitin köpüğü şişeden çıkarın, gerekirse köpüğü parçalara ayırın. Köpüğü, 1000 mililitre deiyonize su ile birlikte köpüğü tutacak kadar büyük bir kristalizasyon kabına yerleştirin. İyonize edilmiş jeli 1000 mililitre deiyonize suya, 500 mililitre metanol ve 1000 mililitre taze deiyonize suya batırmadan önce, yıkama başına 500 mililitre deiyonize su ile izole edilmiş jeli 3 kez durulayın.Son deiyonize su yıkamadan sonra, jelin 24 ila 48 saat boyunca kurumasını bekleyin. Jel daha sonra fırında ortam havası veya bir liyofilzer altında 85 santigrat derecede, eksi 43 santigrat derece ve 0.024 milibar basınçta 48 saat boyunca kurutulabilir. Katı bir kitin köpüğü oluştuğunda, köpüğü ince bir toz haline getirmek için bir harç ve pestil kullanın.Kurutmadan önce, yoğurarak kitin gevreği, çekirdek kum görünümü sergiler. Kuruduktan sonra, genişletilmiş kitin morfolojisi, yöntemden bağımsız olarak patlamış mısır çekirdeğini andırır. Taramalı elektron mikrografileri yoğurmuş kitin kompakt yoğun bir yapı olduğunu, genişletilmiş kitin ise kırışık kağıda veya buruşuk tabakalara benzediğini ortaya koydu.X-ışını kırınım çalışmalarında yoğurma kitini kristal düzlemine karşılık gelen 19,3 derecede güçlü bir tepe görüntüler. Pişirme veya liyofilizasyondan sonra yoğunluğu azalır. Bu da kurutmanın kitin kristallik indeksini değiştirdiğini gösteriyor.Azot fizörpsiyon izotermlerinden elde edilen spesifik yüzey alanının ölçümü, genişletilmiş köpükler için en büyük alım hacmini gösterir. Bu örneklerin daha açık ve gözenekli yapısının onaylanması. Morfolojideki bu değişikliklere rağmen, genişleme işlemi kitinin kimyasal yapısını etkilemiyor gibi görünmektedir.Bu temsili IR spektrogramlarında gözlemlendiği gibi. Termogravimetrik analizden sonra benzer gözlemler dikkat çektir. 260 santigrat derecede meydana gelen üç numunenin de termal ayrışmasının başlaması ve daha kompakt morfolojisi nedeniyle kitin pulları için daha yüksek bir sıcaklıkta meydana gelen maksimum ayrışma oranı ile.Belirli yüzey alanındaki artışa, kitin tarafından maksimum bakır alımında beklenen bir artış eşlik ediyor. Bununla birlikte, bakır alımı yüzey alanı tarafından normalleştirildiğinde, alımdaki bu farklılıklar kaybolur. D-MAc ve NAH'ın dikkatli bir şekilde ele alınması gereken tehlikeli kimyasallar olduğunu hatırlamak önemlidir.Her zaman duman kaputunda çalışın ve uygun kişisel koruyucu ekipmanı giyin. Topladığımız sınırlı azot adsorpsiyon izotermleri sadece belirli bir yüzey alanı sağlayabilir. Tam azot emilimi izotermleri, boyut seçici uygulamalarda yararlılığı belirlemek için kritik öneme sahip gözeneklilik bilgileri verebilir.

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

Hazırlanması ve Samaryum Diiodide Kullanımı (SMI<sub&gt; 2</sub&gt;) In Organic Synthesis: Samaryum Barbier Reaksiyonu HMPA ve Ni (II) tuzlarının Mekanistik Rolü

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

Kimya

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

Plazma ile Hidrofobik Metal-Organik Altyapıları hazırlanması Amonyak Kaldırma için perfluorobütanlar Kimyasal Buhar Kaplama Geliştirilmiş

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

Mısır Mavi ve Han Blue, İki Alkali Toprak Bakır silikat esaslı Pigmentlerinin pul pul dökülme

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

Beyaz Fosfor harekete geçirmek Karbonil dekore Karbenlerin hazırlanması ve kullanımı

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

Bakır (I) &#39;in bir Corannulene-işlevselleştirilmiş Hexahelicene hazırlanması düzlemsel olmayan Poliaromatik Birimleri alkin azid siklo, paladyum

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

Protein Bioconjugatlar sentezi<em&gt; yoluyla</em&gt; Sistein-maleimid Kimya

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

Schlieren Fotoğraf Kullanımına Ortam kütle spektrometresi görselleştirme

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

Tek Molekül Düzeyde Halkalı Polimerlerin Sentezi ve eritin Devlet Onların Pasif Hareket Karakterizasyonu

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

Kitosan-esaslı enjekte edilebilir Hydrogels ve kendi uygulamasında 3D hücre kültürü hazırlanması

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

Ayıklama ve çözümleme katekoiamin nörotransmitter ve onların metabolitleri yüksek basınçlı sıvı Kromatografi ile uygun bir yöntem

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