تهیه و بررسی خواص هیدروژل‌ مبتنی بر لیگنین آمین‌دار شده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل دانشگاه تهران

2 دانشیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران

3 دانشیار دانشگاه تهران

چکیده

تبدیل مواد تجدیدپذیر پایدار به مواد ارزشمند روشی شناخته شده برای جایگزینی پلیمرهای مصنوعی با پلیمرهای طبیعی است. لیگنین ماده زیست تجدیدپذیر و دومین پلیمر زیستی فراوان حاصل از زیست توده میباشد. در این تحقیق،هیدروژل مبتنی بر لیگنین به وسیله ی واکنش اتصال عرضی میان دی آلدهید سلولز و لیگنین آمین دار شده، ساخته شد. لیگنین توسط واکنش مانیخ در معرض آمین دار شدن و سلولز توسط سدیم متاپریدات در معرض اکسید شدن قرار گرفت، که به وسیله ی طیف سنجی FTIR نیز تایید شدند. طیف سنجی FTIR هیدروژل تهیه شده نشان داد که گروه های آلدهید سلولز اکسید شده، از طریق پیوند شیف بیس، با گروههای آمین لیگنین آمین دار شده واکنش می دهند، که اتصال عرضی مناسبی را برای شکلگیری شبکه ی هیدروژل فراهم می کنند. نتایج آنالیز SEM حاکی از ساختار متخلل هیدروژل با توزیع اندازه منافذ مختلف بود. ویژگی های سطح هیدوژل بررسی شده به وسیله ی BET دلالت بر تخلخل داخلی هیدروژل داشت. نتایج بررسی تایید کرد که هیدروژل مبتنی بر لیگنین آمین دار شده ی تهیه شده در این تحقیق، هیدروژل سبز پایداری می باشد که برای کاربردهای مختلف مفید خواهد بود.

کلیدواژه‌ها


[1]   Adebajo, M.O., Frost, R.L., Kloprogge, J.T., Carmody, O. and Kokot, S., 2003. Porous Materials for Oil Spill Cleanup: A Review of Synthesis and Absorbing Properties. Porous Materials, 10: 159-170.
[2]   Nishida, M., Uraki, Y. and Sano, Y., 2003. Lignin gel with unique swelling property. Bioresource Technology, 88: 81-83.
[3]   Quraishi, S., Martins, M., Barros, A., Gurikov, P., Raman, S.P., Smirnova, I., Duarte, A. and Reis, R., 2015. Novel non-cytotoxic alginate–lignin hybrid aerogels as scaffolds for tissue engineering. Supercritical Fluids, 105: 1-8.
[4]   Mahinroosta, M., Farsangi, Z., Allahverdi, A. and Shakoori, Z., 2018. Hydrogels as intelligent materials: A brief review of synthesis, properties and applications. Materials Today Chemistry, 8: 42-55.
[5]   Farhat, W., Venditti, R., Mignard, N., Taha, M., Becquart, F. and Ayoub, A., 2017. Polysaccharides and lignin based hydrogels with potential pharmaceutical use as a drug delivery system produced by a reactive extrusion process. Biological Macromolecules, 104: 564–575.
[6]   Ciolacu, D., Doroftei, F., Cazacu, G. and Cazacu, M., 2013. Morohological and surface aspects of cellulose-lignin hydrogels. Cellulose chemistry and technology, 47: 377-386.
[7]   Sathawong, S., Sridach, W. and Techato, k., 2018. Lignin: Isolation and preparing the lignin based hydrogel. Environmental Chemical Engineering, 6(5): 5655-6760.
[8]   Yu, C., Wang, F., Zhang, C., Fu, S. and Lucia, L., 2016. The synthesis and absorption dynamics of a lignin-based hydrogel for remediation of cationic dye-contaminated effluent. Reactive and Functional Polymer, 106: 137–142.
[9]   Passauer, L., 2012. Highly Swellable Lignin Hydrogels: Novel Materials with Interesting Properties. ACS Symposium Series; American Chemical Society, 1107: 211-228.
[10] Li, X. and Pan, X., 2010. Hydrogels Based on Hemicellulose and Lignin from Lignocellulose Biorefinery: A Mini-Review. Biobased Materials and Bioenergy, 4: 289-297.
[11] Thakur, S., Sharma, B., Verma, A., Chaudhary, J., Tamulevicius, S. and Thakur, V., 2018. Recent progress in sodium alginate based sustainable hydrogels for environmental applications. Cleaner Production, 198: 143-159.
[12] Sathawong, S., Sridach, W. and Techato, k., 2018. Recovery of Kraft Lignin from OPEFB and Using for Lignin–Agarose Hydrogel. Polymers and the Environment, 26: 3307–3315.
[13] Jiang, X., Yang, Z., Peng, Y., Han, B., Li, Z., Li, X. and Liu, W., 2016. Preparation, characterization and feasibility study of dialdehyde carboxymethyl cellulose as a novel crosslinking reagent. Carbohydrate Polymers, 137: 632-641.
[14] Lucia, A., Bacher, M., Herwijnen, H. and Rosenau, T., 2020. A Direct Silanization Protocol for Dialdehyde Cellulose. Molecules, 25(2458): 1-12.
[15] Wang, M., Sjöholm, E. and Li, J., 2017. Fast and reliable quantification of lignin reactivity via reaction with dimethylamine and formaldehyde (Mannich reaction). Holzforschung, 71(1): 27-34.
[16] Xu, C., Zhan, W., Mo, X., Fu, L. and Lin, B., 2018. Self-healing chitosan/vanillin hydrogels based on Schiff-base bond/ hydrogen bond hybrid linkages. Polymer Testing, 66: 155-163.
[17] Isobe, N., Lee, D., Kwon, Y., Kimura, S., Kuga, S., Wada, M. and Kim, U., 2011. Immobilization of protein on cellulose hydrogel. Cellulose, 18: 1251-1256.
[18] Domínguez-Robles, J., Peresin, M., Tamminen, T., Rodríguez, A., Larrañeta, E. and Jääskeläinen, A., 2018. Lignin-based hydrogels with “super-swelling” capacities for dye removal. Biological Macromolecules, 115: 1249–1259.