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Titre : |
Characteristics of natural biopolymers and their derivative as sorbents for chromium adsorption : a review |
Type de document : |
texte imprimé |
Auteurs : |
Ruoshi Zhang, Auteur ; Yongqiang Tian, Auteur |
Année de publication : |
2020 |
Article en page(s) : |
15 p. |
Note générale : |
Bibliogr. |
Langues : |
Anglais (eng) |
Catégories : |
Absorbants et adsorbants Adsorption Biopolymères CelluloseLa cellulose est un glucide constitué d'une chaîne linéaire de molécules de D-Glucose (entre 200 et 14 000) et principal constituant des végétaux et en particulier de la paroi de leurs cellules. Chitine ChitosaneLe chitosane ou chitosan est un polyoside composé de la distribution aléatoire de D-glucosamine liée en ß-(1-4) (unité désacétylée) et de N-acétyl-D-glucosamine (unité acétylée). Il est produit par désacétylation chimique (en milieu alcalin) ou enzymatique de la chitine, le composant de l'exosquelette des arthropodes (crustacés) ou de l'endosquelette des céphalopodes (calmars...) ou encore de la paroi des champignons. Cette matière première est déminéralisée par traitement à l'acide chlorhydrique, puis déprotéinée en présence de soude ou de potasse et enfin décolorée grâce à un agent oxydant. Le degré d'acétylation (DA) est le pourcentage d'unités acétylées par rapport au nombre d'unités totales, il peut être déterminé par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IR-TF) ou par un titrage par une base forte. La frontière entre chitosane et chitine correspond à un DA de 50 % : en deçà le composé est nommé chitosane, au-delà , chitine. Le chitosane est soluble en milieu acide contrairement à la chitine qui est insoluble. Il est important de faire la distinction entre le degré d'acétylation (DA) et le degré de déacétylation (DD). L'un étant l'inverse de l'autre c'est-à -dire que du chitosane ayant un DD de 85 %, possède 15 % de groupements acétyles et 85 % de groupements amines sur ses chaînes.
Le chitosane est biodégradable et biocompatible (notamment hémocompatible). Il est également bactériostatique et fongistatique.
Le chitosane est également utilisé pour le traitement des eaux usées par filtration ainsi que dans divers domaines comme la cosmétique, la diététique et la médecine. Chrome Eaux usées -- Epuration Eaux usées -- Teneur en chrome LignineLa lignine est un des principaux composants du bois, avec la cellulose, l'hémicellulose et des matières extractibles. La lignine est présente principalement dans les plantes vasculaires et dans quelques algues. Ses principales fonctions sont d'apporter de la rigidité, une imperméabilité à l'eau et une grande résistance à la décomposition. Toutes les plantes vasculaires, ligneuses et herbacées, fabriquent de la lignine. Quantitativement, la teneur en lignine est de 3 à 5 % dans les feuilles, 5 à 20 % dans les tiges herbacées, 15 à 35 % dans les tiges ligneuses. Elle est moindre pour les plantes annuelles que pour les vivaces, elle est maximum chez les arbres. La lignine est principalement localisée entre les cellules (voir parois pectocellulosiques), mais on en trouve une quantité significative à l'intérieur même de celles-ci. Bien que la lignine soit un réseau tridimensionnel hydrophobe complexe, l'unité de base se résume essentiellement à une unité de phénylpropane. La lignine est le deuxième biopolymère renouvelable le plus abondant sur la Terre, après la cellulose, et, à elles deux, elles cumulent plus de 70 % de la biomasse totale. C'est pourquoi elle fait l'objet de recherches en vue de valorisations autres que ses utilisations actuelles en bois d'œuvre et en combustible.
Voie de biosynthèse : La lignine est une molécule dont le précurseur est la phénylalanine. Cet acide aminé va subir une cascade de réactions faisant intervenir une dizaine de familles d'enzymes différentes afin de former des monolignols. Ces enzymes sont : phénylalanine ammonia-lyase (PAL), cinnamate 4-hydroxylase (C4H), 4-coumarate:CoA ligase (4CL), hydroxycinnamoyl-CoA shikimate/quinate hydroxycinnamoyl transferase (HCT), p-coumarate 3-hydroxylase (C3H), caffeoyl-CoA o-methyltransferase (CCoAOMT), cinnamoyl-CoA reductase (CCR), ferrulate 5-hydroxylase (F5H), caffeic acid O-methyltransferase (COMT) et cinnamyl alcohol deshydrogenase (CAD). Dans un certain nombre de cas, des aldéhydes peuvent également être incorporés dans le polymère. PolypeptidesUn polypeptide est une chaîne d'acides aminés reliés par des liaisons peptidiques. On parle de polypeptide lorsque la chaîne contient entre 10 et 100 acides aminés. Au-dessus de 100 acides aminés on parle généralement de protéine.
Parmi eux, les peptides multi-cycliques, les peptides phosphorylés ou encore ceux intégrant des liaisons non-peptidiques ou des peptides conjugués.
Certains polypeptides constituent une famille d'antibiotiques dont les molécules très toxiques n'en permettent qu'un usage très limité. D'autres s’imposent aujourd’hui comme des éléments essentiels à la mise au point de vaccins ou de principes actifs destinés aux traitements de certaines pathologies telles que les cancers, les déficiences hormonales, l’ostéoporose. Tanins
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Index. décimale : |
675 Technologie du cuir et de la fourrure |
Résumé : |
Chromium is widely used in industry, and improper disposal of wastewater and industrial residues containing excessive chromium can contaminate water and soil, endangering both environmental and human health. Natural biopolymers and their derivatives have been investigated for removal of chromium (Cr) from wastewater. Cellulose, lignin, tannin, chitin, chitosan, and polypeptides are abundant in nature, and have high potential as adsorbents due to their easy access, low cost, and the recyclability of the captured heavy metals. In order to improve their mechanical strength, recyclability, specific surface area, binding site number, and adsorption rate as adsorbents, native materials have also been modified. This review discusses the source of chromium contamination and the main species of interest, as well as their toxicity. The structures of the aforementioned biopolymers were analyzed, and the adsorption mechanism of chromium and the main influencing factors on this process are discussed. The modification methods of various adsorbents and their adsorption effects on chromium are also detailed, and the developmental direction of research on the use of biopolymer adsorption remediation to control chromium contamination is discussed. |
Note de contenu : |
- CHROMIUM SPECIES AND THEIR TOXICITY : Adsorption mechanisms - Ionic adsorption mechanism
- ADSORPTION-COUPLED REDUCTION MECHANISM
- ADSORBENTS : Cellulose - Lignin - Tannin - Chitin and chitosan - Polypeptide
- Table 1 : pH at maximum adsorption and adsorption capacity of different types of cellulose |
DOI : |
https://doi.org/10.1186/s42825-020-00038-9 |
En ligne : |
https://link.springer.com/content/pdf/10.1186/s42825-020-00038-9.pdf |
Format de la ressource électronique : |
Pdf |
Permalink : |
https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=37457 |
in JOURNAL OF LEATHER SCIENCE AND ENGINEERING > Vol. 2 (Année 2020) . - 15 p.
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