Fabrication of superhydrophobic cellulose/chitosan composite aerogel for oil/water separation

Meng, Guihua; Peng, Haiying; Wu, Jianning; Wang, Yixi; Wang, Hao; Li, Yong; Guo, Xuhong

doi:10.1007/s12221-017-1099-4

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“…Tw ostrategies have been pursued for oil-water separation with chitosan, [92,279] chitosan-cellulose, [280][281][282][283][284] chitosan-graphene oxide, [285] and chitosan-silica: [286] superoleophobic versus superhydrophobic materials.Superoleophobic systems submerged in the aqueous phase take advantage of chitosans hydrophilicity to minimize oil uptake and (nearly) pure water can be recovered from emulsions. [279][280][281][282] In contrast, superhydrophobic chitosan and chitosan composites produced through surface functionalization (fluorination, octadecanethiol, trimethylsilyl, sodium stearate) display high sorption capacities for oil and organic solvents, [92,[283][284][285][286] with performance figures in line with those of silylated freeze-dried cellulose [287] and inherently (super)hydrophobic flexible foams/macroporous gels based on methyltrimethoxysilane. [288] Theoil-water separation application does not depend on the amino groups of chitosan, and the ease of processing (solubility,c ross-linking) is the main argument to use chitosan.…”

Section: Water Purificationmentioning

confidence: 99%

Chemistry of Chitosan Aerogels: Three‐Dimensional Pore Control for Tailored Applications

et al. 2020

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Chitosan is an abundant biopolymer derived from food waste with attractive properties, particularly its high biocompatibility and easy chemical processability. Here, we review the rapidly expanding literature on chitosan‐based porous materials with a focus on the gelation mechanisms, the three‐dimensional multiscale structural control, and the diverse chemical functionality not accessible by other biopolymers. The properties vary widely: from supercritically dried, mesoporous chitosan aerogels to very light, freeze‐dried macroporous scaffolds. Porous chitosan displays impressive performance at the laboratory scale, but the highly (meso)porous nature amplifies not only the beneficial functionality of chitosan, but also its drawbacks, resulting in serious barriers to industrialization. In order to facilitate technology transfer, we critically discuss the practical feasibility of chitosan aerogels in potential applications compared to conventional and other biopolymer‐based porous or nonporous materials.

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Section: Water Purificationmentioning

confidence: 99%

Chemistry of Chitosan Aerogels: Three‐Dimensional Pore Control for Tailored Applications

et al. 2020

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“…Besides hydrogen bonding, the reaction between amino and carboxyl groups took place. is reaction has been applied in several cellulose/chitosan hybrid preparations [25][26][27]. Such chitosan-reinforced MFC cryogels were stable in water.…”

Section: Mfc and Mmfc Morphologymentioning

confidence: 99%

Loading of Iron (II, III) Oxide Nanoparticles in Cryogels Based on Microfibrillar Cellulose for Heavy Metal Ion Separation

Jin¹,

Yang²,

Silva

et al. 2020

Advances in Polymer Technology

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Cryogels based on microfibrillar cellulose (MFC) and reinforced with chitosan to endow water resistance were loaded with magnetite nanoparticles (MNPs) and characterized by TEM, XRD, and TGA. e MNP-loaded cryogels were tested for heavy metal ion removal from aqueous matrices. e adsorption capacity under equilibrium conditions for Cr(VI), Pd(II), Cd(II), and Zn(II) was measured to be 2755, 2155, 3015, and 4100 mg/g, respectively. e results indicate the potential of the introduced bicomponent cryogels for nanoparticle loading, leading to a remarkably high metal ion sorption capacity.

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“…Fürd ie Öl-Wasser-Trennung wurden zwei Strategien mit Chitosan, [92,279] Chitosan-Cellulose, [280][281][282][283][284] Chitosan-Graphenoxid [285] und Chitosan-Silica verfolgt: [286] superoleophobe versus superhydrophobe Materialien. Superoleophobe,indie wässrige Phase eingetauchte Systeme machen sich die Hydrophilie des Chitosans zunutze,u md ie Ölaufnahme zu minimieren, sodass (nahezu) reines Wasser aus Emulsionen zurückgewonnen werden kann.…”

Section: Wasseraufbereitungunclassified

“…Superoleophobe,indie wässrige Phase eingetauchte Systeme machen sich die Hydrophilie des Chitosans zunutze,u md ie Ölaufnahme zu minimieren, sodass (nahezu) reines Wasser aus Emulsionen zurückgewonnen werden kann. [279][280][281][282] Chitosan und Chitosan-Komposite mit Superhydrophobie,h ergestellt durch eine Oberflächenfunktionalisierung(Fluorierung,Octadecanthiol, Tr imethylsilyl, Natriumstearat), weisen dagegen hohe Sorptionskapazitäten für Ölu nd organische Lçsungsmittel auf [92,[283][284][285][286] und haben Leistungsdaten, die mit denen von silylierter gefriergetrockneter Cellulose [287] und inhärent (super)hydrophoben, flexiblen Schäumen/makroporçsen Gelen auf Basis von Methyltrimethoxysilan übereinstimmen. [288] Die Anwendung der Öl-Wasser-Trennung ist von den Amino-Angewandte Chemie Aufsätze gruppen des Chitosans unabhängig,d ie einfache Verarbeitung (Lçslichkeit, Vernetzung) ist das Hauptargument fürdie Verwendung von Chitosan.…”

Section: Wasseraufbereitungunclassified

Chemie der Chitosan‐Aerogele: Lenkung der dreidimensionalen Poren für maßgeschneiderte Anwendungen

et al. 2020

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Indiesem Aufsatz diskutieren wir die schnell wachsende Zahl an Literaturbeiträgen zu Chitosan-basierten porçsen Materialien, mit Schwerpunkt auf Gelierungsmechanismen, dreidimensionaler multiskaliger Strukturkontrolle sowie der mannigfaltigen chemischen Funktionalität, die mit anderen Biopolymeren nicht erreichbar ist. Die Eigenschaften unterscheiden sich von letzteren teils stark:v on überkritischg etrockneten, mesoporçsen Chitosan-Aerogelen bis hin zu äußerst leichten, gefriergetrockneten makroporçsen Gerüsten. Im Labormaßstab erreicht porçses Chitosan beeindruckende Eigenschaften, der hoch(meso)porçse Charakter verstärkt jedoch nicht nur die vorteilhafte Funktionalitätdes Chitosans,sondern auchseine Nachteile,was eine mçgliche Industrialisierung ernsthaft einschränkt. Zur Fçrderung des Technologietransfers diskutieren wir in kritischer Weise die praktische Umsetzbarkeit mçglicher Anwendungen von Chitosan-Aerogelen im Vergleich zu konventionellen und anderen biopolymerbasierten porçsen oder nichtporçsen Materialien. Aus dem Inhalt 1. Einleitung 9914 2. Synthese von Chitosan-Aerogelen 9916 3. Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen 9920 4. Oberflächenchemie und Funktionalisierung 9925 5. Anwendungen 9927 6. Zusammenfassung und Ausblick: auf dem Wegz ur Industrialisierung 9932

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Fabrication of superhydrophobic cellulose/chitosan composite aerogel for oil/water separation

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Chemistry of Chitosan Aerogels: Three‐Dimensional Pore Control for Tailored Applications

Chemistry of Chitosan Aerogels: Three‐Dimensional Pore Control for Tailored Applications

Loading of Iron (II, III) Oxide Nanoparticles in Cryogels Based on Microfibrillar Cellulose for Heavy Metal Ion Separation

Chemie der Chitosan‐Aerogele: Lenkung der dreidimensionalen Poren für maßgeschneiderte Anwendungen

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