Investigation of adsorption of dyes onto modified titanium dioxide

Titanium dioxide (TiO2) nanoparticles with different sizes and crystalloid structures produced by the thermal method and doped with silver iodide (AgI), nitrogen (N), sulphur (S) and carbon (C) were applied as adsorbents. The adsorption of Methyl Violet (MV), Methylene Blue (MB), Methyl Orange (MO) and Orange II on the surface of these particles was studied. The photocatalytic activity of some particles for the destruction of MV and Orange II was evaluated under sunlight and visible light. The equilibrium adsorption data were fitted to the Langmuir, Freundlich, Langmuir-Freundlich and Temkin isotherms. The equilibrium data show that TiO2 particles with larger sizes and doped with AgI, N, S and C have the highest adsorption capacity for the dyes. The kinetic data followed the pseudo-first order and pseudo-second order models, while desorption data fitted the zero order, first order and second order models. The highest adsorption rate constant was observed for the TiO2 with the highest anatase phase percentage. Factors such as anatase crystalloid structure, particle size and doping with AgI affect the photocatalytic activity significantly. Increasing the rutile phase percentage also decreases the tendency to desorption for N-TiO2 and S-TiO2. Adsorption was not found to be important in the photocatalytic decomposition of MV in an investigation with differently sized AgI-TiO2 nanoparticles. Nevertheless C-TiO2 was found to have higher adsorption activity onto Orange II, as the adsorption role of carbon approached synchronicity with the oxidation role.

Banana peel: an effective biosorbent for aflatoxins

This work reports the application of banana peel as a novel bioadsorbent for in vitro removal of five mycotoxins (aflatoxins (AFB1, AFB2, AFG1, AFG2) and ochratoxin A). The effect of operational parameters including initial pH, adsorbent dose, contact time and temperature were studied in batch adsorption experiments. Scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and point of zero charge (pHpzc) analysis were used to characterise the adsorbent material. Aflatoxins’ adsorption equilibrium was achieved in 15 min, with highest adsorption at alkaline pH (6–8), while ochratoxin has not shown any significant adsorption due to surface charge repulsion. The experimental equilibrium data were tested by Langmuir, Freundlich and Hill isotherms. The Langmuir isotherm was found to be the best fitted model for aflatoxins, and the maximum monolayer coverage (Q0) was determined to be 8.4, 9.5, 0.4 and 1.1 ng mg−1 for AFB1, AFB2, AFG1 and AFG2 respectively. Thermodynamic parameters including changes in free energy (ΔG), enthalpy (ΔH) and entropy (ΔS) were determined for the four aflatoxins. Free energy change and enthalpy change demonstrated that the adsorption process was exothermic and spontaneous. Adsorption and desorption study at different pH further demonstrated that the sorption of toxins was strong enough to sustain pH changes that would be experienced in the gastrointestinal tract. This study suggests that biosorption of aflatoxins by dried banana peel may be an effective low-cost decontamination method for incorporation in animal feed diets. © 2016 Informa UK Limited, trading as Taylor & Francis Group.

Purificação de C-ficocianina e sua incorporação em nanofibras

C-ficocianina (C-FC) é uma ficobiliproteína, de cor natural azul, com diversas aplicações na indústria alimentícia, farmacêutica e biomédica, dependendo do seu grau específico de pureza, que pode variar de 0,7 a 4,0, com respectivo aumento de seu valor comercial. Essa pureza é alcançada através de diversas técnicas de purificação, que podem ser aplicadas em diferentes sequências. Um destes processos de purificação de proteínas baseia-se na cromatografia de troca iônica, que utiliza trocadores que adsorvem as proteínas como resultado de interações iônicas entre a superfície da proteína e o trocador. Resinas e colunas de leito expandido podem ser utilizadas para aumentar a produtividade dessa técnica. É fundamental conhecer o perfil do processo de adsorção, para melhor aplicá-lo como ferramenta para o design e otimização de parâmetros operacionais. Outra tecnologia para o tratamento de biomoléculas é a ultrafiltração. Esta técnica é aplicável em larga escala, apresenta baixa complexidade de aplicação e pode ser realizada em condições brandas, minimizando o dano para o produto. Para aumentar a estabilidade da C-FC, e facilitar a sua aplicação, podem ser avaliadas técnicas recentes, não exploradas para este fim, como as nanofibras obtidas através do processo de electrospinning. Estas fibras possuem uma área superficial específica extremamente elevada devido a seu pequeno diâmetro. O objetivo deste trabalho foi avaliar parâmetros de adsorção e diferentes técnicas para purificação de C-ficocianina de Spirulina platensis e obter nanofibras poliméricas incorporadas de C-ficocianina. O trabalho foi dividido em quatro artigos. No primeiro artigo, foram avaliados os parâmetros e as isotermas de adsorção de C-ficocianina em resina de troca iônica para leito expandido Streamline® DEAE. Verificou-se que o maior coeficiente de partição foi obtido em pH 7,5, nas temperaturas de 15 e 25 °C. As isotermas de adsorção da Cficocianina foram bem representadas pelos modelos de Langmuir, de Freundlich e de Langmuir-Freundlich, sendo os valores estimados para Qm e Kd obtidos pela isoterma de Langmuir foram, respectivamente, 33,92 mg.mL-1 e 0,123 mg.mL-1, respectivamente. No segundo artigo foi avaliada a purificação de C-FC até grau alimentar, utilizando ultrafiltração (UF). Com a membrana de 50 kDa, identificou-se que somente a temperatura e a aplicação de diferentes ciclos de diafiltração (DF) causaram influência significativa sobre a purificação e recuperação da C-ficocianina. Foram então aplicados o aumento gradativo da quantidade de ciclos, e a diafiltração previamente à ultrafiltração (DF/UF), onde obteve-se um extrato de Cficocianina com pureza de 0,95. No terceiro artigo foram propostos processos de purificação, envolvendo a utilização das diferentes técnicas para obtenção de C-FC com diferentes purezas. Determinou-se que a partir de cromatografia de troca iônica em leito fixo seguido de DF/UF, obtém-se C-FC para uso em cosméticos e a partir de precipitação com sulfato de amônio, e DF/UF obtém-se C-FC para uso em biomarcadores. Com uma sequência de precipitação com sulfato de amônio, DF/UF e cromatografia de troca iônica em leito fixo chega-se a C-FC de grau analítico. No último artigo, C-FC foi incorporada a nanofibras de óxido de polietileno (PEO) através de processo de electrospinning. Foram determinadas a condutividade da solução de C-FC/PEO, a estrutura e comportamento termogravimétrico das nanofibras formadas. Soluções de polímeros com concentração de 6 e 8% proporcionaram a formação de nanofibras com diâmetro médio inferior a 800 nm, homogêneas, sem a presença de gotas. A análise termogravimétrica identificou aumento na resistência térmica da C-FC incorporada nas fibras.

Avaliação de Impacto Ambiental, Valorização do Efluente e dos Resíduos Sólidos da Indústria Corticeira

A preocupação com o meio ambiente, nomeadamente na descarga de águas residuais, consumo de água excessivo e produção de resíduos industriais, está cada vez mais presente no quotidiano. Devido a estas problemáticas, efetuou-se a avaliação de impacte ambiental (AIA) do processo produtivo das rolhas de cortiça naturais, tratamento das águas de cozedura da cortiça (estudo da possível reutilização do efluente tratado) e valorização de subprodutos – resíduo sólido (raspa de cortiça), sendo estes os objetivos propostos para a realização da presente dissertação. Na AIA, efetuada no decorrer das fases da Análise do Ciclo de Vida (ACV), foram selecionadas 8 categorias de impacte – aquecimento global, acidificação, dessecação, toxicidade e ecotoxicidade, eutrofização, consumo de recursos não renováveis e oxidação foto-química. A água de cozedura caracterizou-se por uma elevada carga poluente, apresentando elevada concentração de cor, Carência Química de Oxigénio (CQO), taninos e lenhina e Sólidos Suspensos Totais (SST). O processo de tratamento proposto consistiu num pré-tratamento por ultrafiltração (UF), com membranas de 30.000 e 20.000 MWCO, seguido de adsorção por carvão ativado (comercial e produzido a partir de raspa de cortiça). No tratamento por UF, utilizando uma membrana de 30.000 MWCO, foram obtidas percentagens de remoção para a primeira amostra de água de cozedura de 74,8 % para a cor, 33,1 % para a CQO e para a segunda amostra de 85,2 % para a cor e 41,8 % para a CQO. Posteriormente, apenas para a segunda amostra de água de cozedura e com uma membrana de 20.000 MWCO, as percentagens de remoção obtidas foram superiores, de 93% para a cor, 68,9 % para a CQO, 88,4 % para taninos e lenhina e 43,0 % para azoto total. No tratamento por adsorção com carvão ativado estudou-se o tempo de equilíbrio do carvão ativado comercial e do carvão ativado produzido a partir de aparas de cortiça, seguindo-se o estudo das isotérmicas de adsorção, no qual foram analisados os parâmetros da cor e CQO para cada solução. Os ajustes dos modelos teóricos aos pontos experimentais demonstraram que ambos os modelos (Langmuir e Freundlich) poderiam ser considerados, uma vez que apresentaram ajustes idênticos. Relativamente ao tratamento de adsorção em contínuo do permeado, obtido por UF com membrana de 20.000 MWCO, constatou-se que ambos os carvões ativados (comercial e produzido) não ficaram saturados, tendo em consideração os tempos de saturação estimados pela capacidade máxima de adsorção (determinada para a isotérmica de Langmuir) e as representações gráficas dos valores experimentais obtidos para cada ensaio. No ensaio de adsorção com carvão ativado comercial verificou-se que o efluente tratado poderia ser descarregado no meio hídrico ou reutilizado no processo industrial (considerando os parâmetros analisados), uma vez que até aos 11 minutos de ensaio a concentração da solução à saída foi de 111,50 mg/L O2, para a CQO, e incolor, numa diluição de 1:20. Em relação à adsorção em contínuo com carvão ativado produzido verificou-se no ensaio 4 que o efluente resultante apresentou uma concentração de CQO de 134,5 mg/L O2 e cor não visível, numa diluição de 1:20, ao fim de 1h22 min de ensaio. Assim, concluiu-se que os valores obtidos são inferiores aos valores limite de emissão (VLE) presentes no Decreto-Lei n.º 236/98 de 1 de Agosto. O carvão ativado produzido apresentou elevada área superficial específica, com 870 m2/g, comparativamente ao carvão comercial que foi de 661 m2/g. O processo de extração da suberina a partir de raspa de cortiça isenta de extraíveis, efetuado através da metanólise alcalina, apresentou percentagens de extração superiores aos restantes métodos. No processo efetuado em scale-up, por hidrólise alcalina, obteve-se uma extração de 3,76 % de suberina. A aplicação da suberina no couro demonstrou que esta cera apresenta enormes potencialidades, uma vez que a sua aplicação confere ao couro um aspeto sedoso, com mais brilho e um efeito de “pull-up”.

Biossorção do corante têxtil preto reafix super 2R com bagaço de malte

Na indústria têxtil grandes volumes de efluentes são gerados, os quais são caracterizados por serem coloridos e poluentes , devido à presença de corantes em sua composição. Com a necessidade de descontaminação, diferentes métodos são utilizados no tratamento, sendo um deles, a biossorção. Este consiste na remoção das substâncias tóxicas recorrendo a biossorventes obtidos a partir de resíduos agrícolas e sub-produtos de processos industriais. O objetivo principal deste trabalho foi estudar a remoção do corante Preto Reafix Super 2R em soluções aquosas por meio de biossorção com bagaço de malte. Baseando-se sobretudo no estudo da cinética e equilíbrio entre o biossorvente e o corante. Numa primeira fase foi estudada a influência dos parâmetros operacionais, como a influência do diâmetro médio das partículas do biossorvente, o pH da solução e a velocidade de agitação da solução. Sendo as condições ótimas de biossorção definidas a pH 2, velocidade de agitação de 150 rpm e biomassa sem peneiramento. Posteriormente, ajustaram-se os modelos cinéticos de Pseudo-primeira ordem, Pseudo-segunda ordem e de Difusão intrapartícula aos resultados experimentais obtidos pela cinética de adsorção avaliando também a influência da temperatura no tempo de contato para se alcançar o equilibrio. O modelo de Pseudo-segunda ordem conduziu ao melhor ajuste, com um coeficiente de correlação (R2) de apróximadamente 1. A partir dos testes de equilíbrio realizados com diferentes concentrações de corante, foram ajustadas as isotermas de Langmuir, Freundlich, Tempkin aos resultados experimentais tendo-se obtido parâmetros bastante significativos para o modelo Langmuir, cuja capacidade máxima de remoção (qmax) obtida foi de 40,16 mg.g-1. A análise dos parâmetros termodinâmicos permitiram avaliar que o processo de adsorção ocorre espontaneamente, sendo endotérmico e que ao longo do processo aumenta a aleatoriedade na interface sólido/solução, devido à desorganização do processo em virtude das interações que ocorrem.

Equilibrium Sorption Studies of Hg (II) Ions from Aqueous Solution using Powdered Swamp Arum ( Lasimorpha senegalensis ) Seeds.

The potential of swamp arum ( Lasimorpha senegalensis ) seeds as a low-cost adsorbent for the removal of Hg (II) ions from aqueous solution was investigated in this study. The influence of initial metal concentration on the percent adsorption of Hg (II) ions onto powdered swamp arum seeds was studied in a batch system and the filtrate was analyzed using Atomic Absorption Spectrometry (AAS). The percent adsorbed for 10, 20, 40, 60 and 80 mg/L of the aqueous solution were 97.7, 98.9, 99.3, 99.7, and 96.5% respectively. Three isotherms; Langmuir, Freundlich, and BET were used to model the equilibrium sorption of Hg (II) ions onto powdered swamp arum seeds, with a correlation coefficient of 0.998, 0.784 and0.842 respectively. The Langmuir model fitted the equilibrium data best, with a correlation coefficient of 0.998 and a maximum adsorption capacity qm, of 5.917 mg/g. Thus, indicating monolayer coverage on the adsorbent. The results showed that swamp arum seed have the potential to be applied as alternative lowcost biosorbent in the remediation of heavy metal contamination in waste water.

Pore size distributions derived from adsorption isotherms, immersion calorimetry, and isosteric heats: A comparative study

We compare the pore size distribution of a well-characterized activated carbon derived from model-dependent, adsorption integral equation (AIE) methods with those from model-independent, immersion calorimetry and isosteric heat analyses. The AIE approach applied to nitrogen gave a mean pore width of 0.57 nm; the CO2 distribution exhibited wider dispersion. Spherical model application to CO2 and diffusion limitations for nitrogen and argon were proposed as primary reasons for inconsistency. Immersion enthalpy revealed a sharp decrease in available area equivalent to a cut-off due to molecular exclusion when the accessible surface was assessed against probe kinetic diameter. Mean pore width was identified as 0.58 ± 0.02 nm, endorsing the underlying assumptions for the nitrogen-based AIE approach. A comparison of the zero-coverage isosteric heat of adsorption for various non-polar adsorptives by the porous test sample was compared with the same adsorptives in contact with a non-porous reference adsorbent, leading to an energy ratio or adsorption enhancement factor. A linear relationship between the energy ratio and probe kinetic diameter indicated a primary pore size at 0.59 nm. The advantage of this enthalpy, model-independent methods over AIE were due to no assumptions regarding probe molecular shape, and no assumptions for pore shape and/or connectivity.

Adsorption of pesticides onto activated carbons from wood composites

A series of activated carbon was produced from particleboard and medium-density fibreboard monoliths, which are waste originated from the industry, and then characterized and evaluated for potential application for phenoxyacetic acids removals, such 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), 2-methyl-4-chlorophenoxy acetic acid (MCPA) and 3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea (diuron), from the liquid phase. All AC retain the shape of the precursor, and displays a microporous structure well-developed, reaching 0.58 cm 3 g -1. The adsorption isotherms for three pesticides were obtained in the optimal conditions and the AC with high superficial area and micropore volume exhibited better performance, allowing to state that, this AC could be a great substitute of those habitually used for this purpose. The pesticides adsorption data were linearized using the Langmuir and Freundlich equation, being the first a very good fit to the experimental data.

Adsorption of pesticides onto activated carbons from wood composites

A series of activated carbon was produced from particleboard and medium-density fibreboard monoliths, which are waste originated from the industry, and then characterized and evaluated for potential application for phenoxyacetic acids removals, such 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), 2-methyl-4-chlorophenoxy acetic acid (MCPA) and 3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea (diuron), from the liquid phase. All AC retain the shape of the precursor, and displays a microporous structure well-developed, reaching 0.58 cm 3 g -1. The adsorption isotherms for three pesticides were obtained in the optimal conditions and the AC with high superficial area and micropore volume exhibited better performance, allowing to state that, this AC could be a great substitute of those habitually used for this purpose. The pesticides adsorption data were linearized using the Langmuir and Freundlich equation, being the first a very good fit to the experimental data.

Preparação, caracterização e modificação de adsorventes para remoção de pesticidas de águas

O objectivo principal deste trabalho de mestrado consistiu em avaliar a potencial utilização de materiais adsorventes, nomeadamente, de carvões activados (AC) preparados por activação química com KOH, a partir de PET reciclado, e de materiais com estrutura mesoporosa ordenada, do tipo MCM-41 e SBA-15, na remoção de ácido 4 - cloro - 2 - metilfenoxiacético (MCPA) e de azul de metileno (MB), presentes nas águas. Nesta tese apresentam-se estudos de preparação e caracterização de materiais micro e mesoporosos e também estudos de avaliação da capacidade adsortiva em fase líquida. Prepararam-se três materiais microporosos, nomeadamente, PET-2-700, PET-2-700ox (AC oxidado) e PET-2-700red (AC reduzido), dois materiais constituídos exclusivamente por mesoporos, Si-MCM-41 e Ti-MCM-41-50 e dois materiais contendo maioritariamente mesoporos, mas que também possuem alguma microporosidade, tais corno, Si-SBA-15 e Ti-SBA-15-50. A caracterização textural dos adsorventes foi inferida por adsorção de azoto a 77K e por de difracção de raios X. Recorreu-se a três métodos de análise das isotérmicas, nomeadamente, Dubinin-Radushkevich, Brunauer-Ernrnett-Teller e alfa-s (as). A caracterização química dos AC foi realizada recorrendo-se a técnicas de análise elementar (AE) e espectroscopia de infravermelho com transformadas de Fourier (FTIR) e à determinação do ponto de carga zero. Os três carvões activados possuem valores de área superficial externa idênticos, o PET-2-700 possui o maior volume microporoso e o PET-2-700ox exibe o maior diâmetro de poros. Por outro lado, o PET-2-700ox possui um carácter fortemente ácido, o PET-2-700 exibe carácter ligeiramente ácido e o PET-2-700red apresenta propriedades ligeiramente alcalinas. Com base na AE, todas as amostras possuem percentagens de carbono elevadas, sendo que o PET-2-700red apresenta o valor mais elevado. Os resultados obtidos para a caracterização estrutural dos revelaram a obtenção de materiais mesoporosos de alta qualidade, definida pela elevada regularidade e uniformidade da estrutura porosa. A análise dos parâmetros de caracterização textura! permitiu inferir que os quatro materiais mesoporosos possuem valores de área superficial elevados, e que os materiais SBA-15 apresentam valores de volume poroso total e de tamanho de poros superiores aos manifestados pelos MCM-41. A incorporação de titânio não conduziu a uma perda significativa de qualidade dos materiais substituídos em relação às correspondentes amostras de sílica. Efectuaram-se estudos de adsorção em fase líquida de forma a avaliar a possível aplicação dos vários adsorventes na remoção de MCPA e de MB de efluentes líquidos. concluiu-se que o tempo de equilíbrio de 72 horas seria adequado e que a capacidade de adsorção dos vários AC era superior em meio ácido. Com base nas isotérmicas de adsorção do MCPA e do MB e na aplicação da representação de Langmuir e de Freundlich, foi possível concluir que o PET-2-700 possui a maior capacidade de adsorção do MCPA, 1.42 mmol/g, enquanto que o PET-2-700ox revelou a maior capacidade de adsorção do MB, 1.43 mmol/g. Na realidade, os materiais microporosos estudados apresentaram percentagens de remoção elevadas, tanto do MCPA como do MB. Relativamente aos materiais mesoporosos ordenados preparados neste trabalho, a percentagem de remoção de para os poluentes em estudo foi relativamente baixa, constatando-se que nesta fase dos estudos não constituem uma alternativa viável à utilização dos AC. No entanto, uma funcionalização criteriosa dos mesmos pode eventualmente proporcionar um aumento da capacidade adsortiva. ABSTRACT: The work presented in this master thesis, consisted of evaluating the potential use of different adsorbents materials, like activated carbon (AC) prepared by chemical activation with KOH, from recycled poly (ethylene terephthalate) (PET) and materials with ordered mesoporous structure such as MCM-41 and SBA-15, for removing acid 4-chlorine-2-metilfenoxiacétic and methylene blue from aqueous phase. We had prepared three microporous materials, PET-200-700, PET-2-700ox (AC oxidized) and PET-2-700red (reduced AC), two materials consisting exclusively of mesopores, Si-MCM-41 and Ti-MCM-41-50 and two materials containing mainly mesopores, but also having some microporosity, such as Si-SBA-15 and Ti-SBA-15-50. The textural characterization of the adsorbents was inferred by nitrogen adsorption at 77K and X-ray diffraction. Three methods were used to analyse the isotherms, namely, Dubinin-Radushkevich, Brunauer-Emmett-Teller and alpha-s (as). The chemical characterization of AC was performed using the elementary analysis, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and determination of the point of zero charge. Concerning the AC, the three present almost the same externa! surface area, PET-2-700 has a high micropore volume and PET-2-700ox shows the largest pore size diameter. On the other hand, PET-2-700ox had a strong acid character, PET-2-700 exhibits just a slightly acid character and PET-2-700red presents alkaline properties. The AE analysis allows confirming the high carbon content of theses AC, with PET-2-700red exhibiting the highest carbon proportion. The results from the structural characterization of the mesoporous materials, had disclosed the attainment of materials with high quality, defined by the raised regularity and uniformity of the porous structure. The analysis of the textural parameters allowed inferring that the four studied mesoporous materials possess high superficial area. The SBA-15 type materials present higher values of total porous volume and pores size diameter as the MCM-41. Also, the titanium incorporation did not lead to a significant loss of quality of the materials substituted in relation to the corresponding silica samples. The adsorption studies in liquid phase allow evaluating the possibility of using the different adsorbents for the MCPA and the MB removal. The kinetic studies had allowed to state the equilibrium time as 72 hours and a higher adsorption capacity was achieved in an acid medium. The influence of the pH of the medium, on the MCPA adsorption was evaluated. The MCPA and MB isotherms were analysed based on the Langmuir and Freundlich equation, the representations presented an excellent linearity, indicating the applicability of these equations to these systems. Also, it allows concluded that PET-2-700 had a higher adsorption capacity for MCPA, 1.42 mmol/g, and PET-2-700ox had a higher adsorption capacity for MB, 1.43 mmol/g. The AC used presented high removal percentages for MCPA and MB. Concerning the mesoporous materials prepared in this work, the percentage removal for the pollutants in study was relatively low, and evidencing that at the moment these mesoporous materials do not constitute a viable alternative to the AC. However, an astute funcionalisation of the same ones can, eventually provide an increase of the adsorption capacity.

Graphene And Carbon Nanotube Nanocomposite For Gene Transfection.

Graphene and carbon nanotube nanocomposite (GCN) was synthesised and applied in gene transfection of pIRES plasmid conjugated with green fluorescent protein (GFP) in NIH-3T3 and NG97 cell lines. The tips of the multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were exfoliated by oxygen plasma etching, which is also known to attach oxygen content groups on the MWCNT surfaces, changing their hydrophobicity. The nanocomposite was characterised by high resolution scanning electron microscopy; energy-dispersive X-ray, Fourier transform infrared and Raman spectroscopies, as well as zeta potential and particle size analyses using dynamic light scattering. BET adsorption isotherms showed the GCN to have an effective surface area of 38.5m(2)/g. The GCN and pIRES plasmid conjugated with the GFP gene, forming π-stacking when dispersed in water by magnetic stirring, resulting in a helical wrap. The measured zeta potential confirmed that the plasmid was connected to the nanocomposite. The NIH-3T3 and NG97 cell lines could phagocytize this wrap. The gene transfection was characterised by fluorescent protein produced in the cells and pictured by fluorescent microscopy. Before application, we studied GCN cell viability in NIH-3T3 and NG97 line cells using both MTT and Neutral Red uptake assays. Our results suggest that GCN has moderate stability behaviour as colloid solution and has great potential as a gene carrier agent in non-viral based therapy, with low cytotoxicity and good transfection efficiency.

Improved Selective Cholesterol Adsorption By Molecularly Imprinted Poly(methacrylic Acid)/silica (pmaa-sio₂) Hybrid Material Synthesized With Different Molar Ratios.

The present paper describes the synthesis of molecularly imprinted polymer - poly(methacrylic acid)/silica and reports its performance feasibility with desired adsorption capacity and selectivity for cholesterol extraction. Two imprinted hybrid materials were synthesized at different methacrylic acid (MAA)/tetraethoxysilane (TEOS) molar ratios (6:1 and 1:5) and characterized by FT-IR, TGA, SEM and textural data. Cholesterol adsorption on hybrid materials took place preferably in apolar solvent medium, especially in chloroform. From the kinetic data, the equilibrium time was reached quickly, being 12 and 20 min for the polymers synthesized at MAA/TEOS molar ratio of 6:1 and 1:5, respectively. The pseudo-second-order model provided the best fit for cholesterol adsorption on polymers, confirming the chemical nature of the adsorption process, while the dual-site Langmuir-Freundlich equation presented the best fit to the experimental data, suggesting the existence of two kinds of adsorption sites on both polymers. The maximum adsorption capacities obtained for the polymers synthesized at MAA/TEOS molar ratios of 6:1 and 1:5 were found to be 214.8 and 166.4 mg g(-1), respectively. The results from isotherm data also indicated higher adsorption capacity for both imprinted polymers regarding to corresponding non-imprinted polymers. Nevertheless, taking into account the retention parameters and selectivity of cholesterol in the presence of structurally analogue compounds (5-α-cholestane and 7-dehydrocholesterol), it was observed that the polymer synthesized at the MAA/TEOS molar ratio of 6:1 was much more selective for cholesterol than the one prepared at the ratio of 1:5, thus suggesting that selective binding sites ascribed to the carboxyl group from MAA play a central role in the imprinting effect created on MIP.

Removal Of Glyphosate Herbicide From Water Using Biopolymer Membranes.

Enormous amounts of pesticides are manufactured and used worldwide, some of which reach soils and aquatic systems. Glyphosate is a non-selective herbicide that is effective against all types of weeds and has been used for many years. It can therefore be found as a contaminant in water, and procedures are required for its removal. This work investigates the use of biopolymeric membranes prepared with chitosan (CS), alginate (AG), and a chitosan/alginate combination (CS/AG) for the adsorption of glyphosate present in water samples. The adsorption of glyphosate by the different membranes was investigated using the pseudo-first order and pseudo-second order kinetic models, as well as the Langmuir and Freundlich isotherm models. The membranes were characterized regarding membrane solubility, swelling, mechanical, chemical and morphological properties. The results of kinetics experiments showed that adsorption equilibrium was reached within 4 h and that the CS membrane presented the best adsorption (10.88 mg of glyphosate/g of membrane), followed by the CS/AG bilayer (8.70 mg of glyphosate/g of membrane). The AG membrane did not show any adsorption capacity for this herbicide. The pseudo-second order model provided good fits to the glyphosate adsorption data on CS and CS/AG membranes, with high correlation coefficient values. Glyphosate adsorption by the membranes could be fitted by the Freundlich isotherm model. There was a high affinity between glyphosate and the CS membrane and moderate affinity in the case of the CS/AG membrane. Physico-chemical characterization of the membranes showed low values of solubility in water, indicating that the membranes are stable and not soluble in water. The SEM and AFM analysis showed evidence of the presence of glyphosate on CS membranes and on chitosan face on CS/AG membranes. The results showed that the glyphosate herbicide can be adsorbed by chitosan membranes and the proposed membrane-based methodology was successfully used to treat a water sample contaminated with glyphosate. Biopolymer membranes therefore potentially offer a versatile method to eliminate agricultural chemicals from water supplies.

O emprego de quitosana quimicamente modificada com anidrido succínico na adsorção de azul de metileno

The adsorption capacity of alpha-chitosan and its modified form with succinic anhydride was compared with the traditional adsorbent active carbon by using the dye methylene blue, employed in the textile industry. The isotherms for both biopolymers were classified as SSA systems in the Giles model, more specifically in L class and subgroup 3. The dye concentration in the supernatant in the adsorption assay was determined through electronic spectroscopy. By calorimetric titration thermodynamic data of the interaction between methyene blue and the chemically modified chitosan at the solid/liquid interface were obtained. The enthalpy of the dye/chitosan interaction gave 2.47 ± 0.02 kJ mol-1 with an equilibrium constant of 7350 ± 10 and for the carbon/dye interaction this constant gave 5951 ± 8. The spontaneity of these adsorptions are reflected by the free Gibbs energies of -22.1 ± 0.4 and -21.5 ± 0.2 kJ mol-1, respectively, found for these systems. This new adsorbent derived from a natural polysaccharide is as efficient as activated carbon. However 97% of the bonded dye can be eluted by sodium chloride solution, while this same operation elutes only 42% from carbon. Chitosan is efficient in dye removal with the additional advantage of being cheap, non-toxic, biocompatible and biodegradable.

Isotermas de dessorção de filé de bonito (Sarda sarda) desidratado osmoticamente e defumado

O presente trabalho teve como objetivo a obtenção de isotermas de dessorção de filés de bonito (Sarda sarda), previamente salgados a vácuo e defumados com fumaça líquida. As isotermas foram obtidas a quatro temperaturas (5, 25, 40 e 60 ºC) em condições de dessorção, através do método gravimétrico estático, com soluções salinas saturadas. Os dados experimentais foram ajustados a quatro modelos da literatura (BET linearizado, GAB, Henderson e Oswin modificado). Os resultados mostraram que as isotermas tomaram forma sigmoidal de tipo II e que o modelo de Guggenheim-Anderson-deBoer (GAB) foi aceitável para modelar os dados experimentais. O calor isostérico de dessorção, um parâmetro necessário para simular e projetar adequadamente o secador, também foi calculado e pode ser representado através de um modelo matemático simples, em função da umidade de equilíbrio.