Optimalizace adsorpce kyseliny ferulové na různých typech adsorbentů
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá optimalizačními procesy adsorpce kyseliny ferulové na různých typech sorbentů. Konkrétně se jedná o sorbenty heterogenního charakteru – aktivní uhlí a makroporézní polymerní sorbenty Amberlyst A-21 a Amberlit XAD-16. V teoretické části je zcela charakterizována kyselina ferulová, dále je diskutována problematika adsorpčních procesů. Pro stanovení fenolické kyseliny byly použité instrumentální metody UV-VIS a HPLC. Hlavním cílem experimentální části je optimalizace různých parametrů adsorpce, včetně sestrojení adsorpčních izoterem, stanovení maximální adsorpční kapacity jednotlivých sorbentů, studium kinetiky a mechanizmů adsorpce. Byl stanoven vliv soli pro posouzení, zda jsou anorganické soli mají významný dopad na adsorpční kapacity kyseliny ferulové. Na základě těchto parametrů byla stanovena optimální hodnota pH = 3, optimální navážka s poměrem m/V = 0,009 gml-1 a kontaktní čas 50 min pro všechny tři adsorbenty. Ze studovaných adsorpčních izoterem Langmiurův model byl považován za nejlepší, dále byly stanoveny příslušné maximální adsorpční kapacity pro všechny tři sorbenty s hodnotami 150,4 mgg-1 pro aktivní uhlí, 209,1 mgg-1 pro Amberlyst A-21 a 82 mgg-1 pro Amberlyt XAD-16. Při studiu kinetických modelů byl vybrán model pseudo-druhého řadu pro tři adsorbenty, který koreloval s výsledky získanými Langmuirovou izotermou. Pokles adsorpční kapacity při stanovení vlivu NaCl činil 4 % u aktivního uhlí, u polymerních sorbentů byl stanoven pokles adsorbovaného množství o 52 % a 55 % pro Amberlyst A-21 a Amberlyt XAD-16 respektive. Při testu kompetice 3 různých fenolických kyselin za optimalizovaných podmínek adsorpční selektivita vrůstala v pořadí kyselina sinapová ferulová p-kumarová pro adsorbenty XAD-16 a aktivní uhlí. Pro sorbent A-21 adsorpční síla vrůstala v pořadí kyselina p-kumarová ferulová sinapová. Výsledky práce naznačují vhodnost všech třech sorbentů pro adsorpci fenolických kyselin.
This thesis deals with optimalization processes of adsorption of ferulic acid on different types of sorbents. Specifically, was used the activated carbon as a sorbent of heterogeneous character and Amberlyst A-21 and Amberlit XAD-16 as macroporous polymer sorbents. The ferulic acid is fully characterized in the theoretical part and are discussed the problems of adsorption processes. To determination of the phenolic acid were used UV-VIS and HPLC instrumental methods. The main aim of the experimental part is to optimize various parameters of adsorption, including the construction of adsorption isotherms, determination of maximum adsorption capacity of individual sorbents, study of kinetics and mechanisms of adsorption. Determination of the influence of salt was studied to assess the impact of the inorganic salts on the ferulic acid adsorption capacity. Based on these parameters, was carried out determination of an optimal pH value on 3, with an optimal adsorbent load (m/V ratio = 0,009 gml-1) and a contact time of 50 min for all three adsorbents. Equilibrium studies described by adsorption isotherms and the Langmiur model fitted the best, and the maximum adsorption capacities were determined for all three sorbents with 150,4 mgg-1 for activated carbon, 209,1 mgg-1 for Amberlyst A-21 and 82 mgg-1 for Amberlyte XAD-16. In the study of kinetic models was selected pseudo-second model for all three adsorbents, which correlated with the results obtained by the Langmuir isotherm. The decrease in adsorption capacity in the determination of NaCl influence was 4 % for activated carbon, for macroporous polymer sorbents was decreased by 52 % and 55 % for Amberlyst A-21 and Amberlyt XAD-16 respectively. In a selectivity test under optimized conditions, adsorption strength increased in the order of sinapic acid ferulic acid p-coumaric acid for polymeric sorbent XAD-16 and activated carbon. For the A-21 sorbent the adsorption strength increased in the order of p-coumaric acid ferulic acid sinapic acid. The results of the work indicate the suitability of all three sorbents for the phenolic acid adsorption.
This thesis deals with optimalization processes of adsorption of ferulic acid on different types of sorbents. Specifically, was used the activated carbon as a sorbent of heterogeneous character and Amberlyst A-21 and Amberlit XAD-16 as macroporous polymer sorbents. The ferulic acid is fully characterized in the theoretical part and are discussed the problems of adsorption processes. To determination of the phenolic acid were used UV-VIS and HPLC instrumental methods. The main aim of the experimental part is to optimize various parameters of adsorption, including the construction of adsorption isotherms, determination of maximum adsorption capacity of individual sorbents, study of kinetics and mechanisms of adsorption. Determination of the influence of salt was studied to assess the impact of the inorganic salts on the ferulic acid adsorption capacity. Based on these parameters, was carried out determination of an optimal pH value on 3, with an optimal adsorbent load (m/V ratio = 0,009 gml-1) and a contact time of 50 min for all three adsorbents. Equilibrium studies described by adsorption isotherms and the Langmiur model fitted the best, and the maximum adsorption capacities were determined for all three sorbents with 150,4 mgg-1 for activated carbon, 209,1 mgg-1 for Amberlyst A-21 and 82 mgg-1 for Amberlyte XAD-16. In the study of kinetic models was selected pseudo-second model for all three adsorbents, which correlated with the results obtained by the Langmuir isotherm. The decrease in adsorption capacity in the determination of NaCl influence was 4 % for activated carbon, for macroporous polymer sorbents was decreased by 52 % and 55 % for Amberlyst A-21 and Amberlyt XAD-16 respectively. In a selectivity test under optimized conditions, adsorption strength increased in the order of sinapic acid ferulic acid p-coumaric acid for polymeric sorbent XAD-16 and activated carbon. For the A-21 sorbent the adsorption strength increased in the order of p-coumaric acid ferulic acid sinapic acid. The results of the work indicate the suitability of all three sorbents for the phenolic acid adsorption.
Description
Citation
BARIYEVA, A. Optimalizace adsorpce kyseliny ferulové na různých typech adsorbentů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2019.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Potravinářská chemie a biotechnologie
Comittee
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
doc. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)
RNDr. Renata Mikulíková, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2019-05-30
Defence
1. Diplomantka seznámila členy komise s náplní a cílem diplomové práce.2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci.3. Diplomantka akceptovala všechny připomínky oponenta a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.Diskuseprof. Márová: Používala jste ve své práci pouze modelové roztoky? Z jakých vzorků je možné kyselinu ferulovou izolovat. Bude možné testované adsorbenty využívat i pro komplexní vzorky, bude metoda dostatečně selektivní?doc. Obruča: Cílem práce byla izolace kyseliny ferulové z roztoku, byl by nejlepší adsorbent současně i nejvhodnějším izolačním médiem? Jak je kyselina ferulová na sorbent vázána? Který z testovaných adsorbentů je dle vás vhodnější? Jaká byla počáteční iontová síla roztoku.doc. Brázda: Jakým způsobem by mohla být provedena desorbce?Po diskuzi následovalo hodnocení závěrečné práce. Diplomantka prokázala výbornou orientaci v dané problematice i schopnost samostatné prezentace získaných výsledků.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení