Karaya gum-graft-poly（2-（dimethylamino）エチルメタクリレート）ゲル：水からイオン色素を除去するための効率的な吸着剤

本研究では、多糖類「カラヤガム」に基づく新規ヒドロゲルが移植片共重合によって合成され、水溶液からイオン色素を除去するための吸着剤として評価されています。ヒドロゲルは、2-（ジメチルアミノ）メタクリル酸エチル（DMAEMA）とN、N'-メチレン - ビス - アクリルアミドをマイクロ波照射を介して使用して、カラヤガムの同時移植と交差リンクによって作成されました。移植片共重合体ゲルは、FTIR、TGA、SEM技術によって特徴付けられました。さまざまなpHのバッファー培地で研究されたゲルの腫れは、ニュートラルなpHでの最大腫脹とpH1.2での最小腫脹を伴うpH応答性挙動を明らかにしました。温度依存の腫れ研究では、40°Cが最低の臨界溶液温度として示されました。速度論的研究では、腫れが水輸送メカニズムとしてフィッキアン拡散を伴う二次プロセスであることが示されました。吸着研究では、それぞれメチレンブルーとインディゴカーマインに向かって89.28および101.42mg/gの最大吸着能力が示されました。染料吸着データは、擬似2次動態モデルおよびフロンドリッチ吸着等温線モデルによく適合することがわかりました。吸着は、表面吸着に続いて粒子内拡散を伴う多段階プロセスであることがわかりました。熱力学的研究により、色素の吸着が自発的であることが明らかになりました。

In the present study, a novel hydrogel based on the polysaccharide, 'Karaya gum' has been synthesised by graft copolymerization and evaluated as an adsorbent for the removal of ionic dyes from aqueous solution. The hydrogel was made by simultaneous grafting and cross linking of Karaya gum using 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate (DMAEMA) and N,N'-methylene-bis-acrylamide via microwave irradiation. The graft copolymer gel was characterized by FTIR, TGA, SEM techniques. The swelling of the gel studied in buffer media of varying pH revealed a pH responsive behaviour with a maximum swelling in neutral pH and a minimum swelling at pH 1.2. The temperature dependent swelling study indicated 40 °C as the lowest critical solution temperature. Kinetic studies indicated the swelling to be a second order process with Fickian diffusion as the water transport mechanism. The adsorption studies indicated maximum adsorption capacity of 89.28 and 101.42 mg/g towards methylene blue and indigo carmine respectively. The dye adsorption data is found to fit well with pseudo- second order kinetic model and the Freundlich adsorption isotherm model. The adsorption was found to be a multistep process with surface adsorption followed by intraparticle diffusion. Thermodynamic studies revealed the adsorption of dyes to be spontaneous.