Adsorption Properties of Arc Produced Multi Walled Carbon Nanotubes for Bovine Serum Albumin

Abstract

In this study, adsorption properties of arc produced Multi Walled Carbon Nanotubes (MWNT) were investigated for Bovine Serum Albumin (BSA) in aqueous phase. Solution pH, adsorbent amount and temperature effects were examined on protein adsorption. The results show that, the temperature and the adsorbent amount both increase the BSA adsorption, whereas the solution pH has a decreasing effect. The equilibrium behavior of protein adsorption was examined by Langmuir and Freundlich isotherms. The monolayer adsorption capacities at 40 °C for solution pH 4 and 5 were determined as 139.5 and 127.2 mg g−1, respectively, which were much higher than the BSA adsorption capacities of various metal oxides investigated in our previous studies. The adsorption rate data were compared by the pseudo-first and the second-order kinetics equations. Evaluation of the experimental kinetics data have shown that the adsorption of BSA by MWNT followed the pseudo-first-order kinetics. The pseudo-first order adsorption rate constants at pH 4 and 5 decreased with an increase in temperature which results in a decrease in diffusion rate of BSA molecules across the external boundary layer, and favors the sorption process. The adsorption behavior of protein by carbon nanotubes was explained also using the zeta potential measurements. The adsorption capacity decreased with increasing pH due to the electrostatic repulsions. The thermodynamic parameters evaluated to predict the nature of adsorption confirmed the non-spontaneous and endothermic behaviour of the BSA/MWNT adsorption process. Adsorption standard enthalpy values were found as ∆H0=59.5 kJ mol−1 and ∆H0=14.3 kJ mol−1 for pH 4 and 5, respectively indicating that the protein molecules are adsorbed electrostatically on the carbon nanotubes.

Ovalbümi̇ni̇n Ti̇tanyum Oksi̇t Ve Zi̇rkonya Yüzeylerlerle Etki̇leşi̇mi̇ Ve Adsorpsi̇yonunun Araştirilmasi

“…Literatürde yer alan bazı çalışmalarda, sulu ortamda protein adsorpsiyonunda [37], protein molekülleriyle nanotüp yüzeylerdeki yüklerin varlığı ve etkileşimlerin araştırılması [38,39], partikül boyutu karakterizasyonunda [40], yapısal gruplarının değişiminin analizinde [41] …”

Bazik Kırmızı 46 Tekstil Boyasının Zonguldak Kömüründen Elde Edilen Farklı Aktif Karbonlar Üzerinde Adsorpsiyon Davranışının Karşılaştırılması

“…Boyar madde adsorpsiyon kinetiğinin genellikle sözde-birinci mertebe (Lagergren Modeli) ve ikinci mertebe kinetik modellerine uyum sağladığı literatür çalışmalarında görülmektedir. Adsorpsiyon kinetiğinin araştırılması için de, deneysel adsorpsiyon hız verileri bu iki model [42] kullanılarak analiz edilmiştir. üzerindeki adsorpsiyonu [49], metilen mavisinin çam ağacı yaprakları üzerindeki adsorpsiyonu [45], Basic Blue 9 ve Rhodamine B'nin şekerpancarı küspesi üzerindeki adsorpsiyonu [50], metilen mavisinin modifiye edilmiş mezogözenekli kil üzerindeki adsorpsiyonu [51], metil oranjın aktifleştirilmiş kil üzerindeki adsorpsiyonu [52], tartrazinin düşük maliyetli tarımsal yan ürünler üzerindeki adsorpsiyonu [53], metilen mavisinin pirinç saplarının Adsorbentlerin BET yüzey alanları PAC, AC ve CAC için sırasıyla 52,6, 824 ve 1312 m 2 g -1 ; mikrogözenek hacimleri ise 0,02, 0,42 ve 0,57 cm 3 g -1 'dir.…”

“…Adsorpsiyon izotermleri, adsorbent ile boyar madde moleküllerinin nasıl etkileştiklerini açıklaması, adsorpsiyon kapasitesi hakkında fikir vermesi ve adsorpsiyon mekanizmasının anlaşılmasında önemli rol oynarlar. Birçok izoterm modeli arasından, Langmuir ve Freundlich modelleri en yaygın kullanılan modeller arasındadır [41,42]. BR [60], çam kozalağı için 73,53 mg g -1 [61], kanola kabuğu için 49,00 mg g -1 [62], jips için 39,17 mg g -1 [63], princess ağacı yaprağı için 43,1 mg g -1 [64] olduğu rapor edilmiştir.…”

“…Kinetik veriler adsorpsiyon sisteminin tasarımında ve optimum koşulların belirlenmesinde gereklidir [41,42]. Boyar madde moleküllerinin hızı nasıl etkilediği ve hızın boyar madde çözelti arayüzeyinde tutulma süresini nasıl kontrol ettiğini gösterir.…”

Adsorption and interactions of the bovine serum albumin-double walled carbon nanotube system

“…In our previous works, the kinetics and equilibrium of BSA adsorption onto several metal oxides (TiO 2 , Al 2 O 3 , ZnO 2 ) and attraction interactions of surface-protein by zeta potential measurements were investigated [30][31][32]. The adsorption of BSA on MWNTs and SWNTs were also carried out and compared with the results of metal oxide adsorption studies [33,34]. The optimum conditions for protein adsorption on metal oxides and CNTs were found as pH 4 and 40°C.…”