Sustainable aerogels based on biobased poly (itaconic acid) for adsorption of cationic dyes

衣康酸 吸附 物理吸附 自愈水凝胶 气凝胶 化学工程 朗缪尔吸附模型 阳离子聚合 聚合 化学 吸热过程 分散性 材料科学 高分子化学 聚合物 核化学 有机化学 共聚物 工程类
作者
Gloria Huerta-Ángeles,Lívia Kanizsová,Kacper Mielczarek,Magdalena Konefał,Rafał Konefał,Jiří Hodan,Olga Kočková,Szczepan Bednarz,Hynek Beneš
出处
期刊:International Journal of Biological Macromolecules [Elsevier BV]
卷期号:259: 129727-129727 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.ijbiomac.2024.129727
摘要

This work reports the synthesis of poly (itaconic acid) by thermal polymerization mediated by 2,2′-Azobis(2-methylpropionamidine) dihydrochloride. Furthermore, physical hydrogels were prepared by using high molecular weight poly (itaconic acid) characterized by low dispersity and laponite RD. The hydrogels presented porous 3D network structures, with a high-water penetration of almost 2000 g/g of swelling ratio, which can allow the adsorption sites of both poly (itaconic acid) and laponite RD to be easily exposed and facilitate the adsorption of dyes. The water adsorption followed Schott's pseudo-second-order model. The mechanism of the adsorption process was investigated using 1H and 31P NMR. The hydrogel is able to fast adsorb by a combination of electrostatic interactions and hydrogen bonding by the synergic effect of the clay and poly (itaconic acid). Moreover, the prepared aerogels exhibited a fast removal of Basic Fuchsin, with an adsorption capacity of 67.56 mg/g and a high removal efficiency (~99 %). The adsorption followed the pseudo-second-order kinetic model and Langmuir isotherm model. Furthermore, the thermodynamic parameters showed that the BF process of adsorption was spontaneous and feasible, endothermic, and followed physisorption. These results indicated that the PIA/laponite-based aerogel can be considered a promising adsorbent material in textile wastewater treatment.
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