تهیه هیدروژل های زیست سازگار سوپرامولکولی بر پایه نانوذرات سلولزی عامل دار شده با سیتریک اسید و آمینوپیریدین

امروزه هیدروژل های سوپرامولکولی به عنوان دسته جدیدی از ترکیبات سه بعدی مبتنی بر برهمکنش های غیر کووالانسی بدلیل روش های ساخت متنوع، آسان و ویژگی های منحصربفرد نسبت به همتای کووالانسی خود توجه بسیاری از دانشمندان علوم مختلف را به خود جلب نموده اند. لذا در پژوهش حاضر، ابتدا نانوذرات سبز سلولزی با استفاده از فرایند هیدرولیز اسیدی از پنبه تهیه و سپس به صورت جداگانه با گروه های آویزان سیتریک اسید و پیریدین به منظور ایجاد اجزا آنیونی و کاتیونی عامل دار شد. در ادامه هیدروژل های سوپرامولکولی از طریق برهمکنش های الکترواستاتیک بین اجزا یاد شده تهیه گردید. تهیه موفقیت آمیز هیدروژل با استفاده از تکنیک های پرتوسنجی فروسرخ تبدیل فوریه، میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراش اشعه ایکس مورد بررسی قرار گرفت. بررسی ریخت شناسی هیدروژل ساختار متخلل حاوی حفرات با اندازه های متفاوت را نشان داد. همچنین بررسی ساختار بلوری هیدروژل بیانگر بلورینگی  بالای آن می باشد. سرانجام، حذف رنگ کاتیونی متیلن بلو از پساب های صنعتی از طریق فرایند جذب و با استفاده از هیدروژل تهیه شده به عنوان جاذب مورد بررسی قرار گرفت. همچنین اثر فاکتورهای غلت متیلن بلو و زمان تماس در دما اتاق برروی فرایند جذب بررسی شد. بررسی سینیک جذب نشان داد که فرآید جذب از سینتیک جذب مرتبه دوم پیروی می کند. بیشترین ظرفیت جذب بدست آمده برای این جاذب 97 میلی گرم بر گرم می باشد. مطالعه حاضر نشان داد که هیدروژل سوپرامولکولی تهیه شده علاوه بر ویژگی هایی مانند زیست سازگاری، قیمت ارزان و تهیه ساده و سریع، از پتانسیل مناسبی برای جذب متیلن بلو برخوردار می باشد.

preparation of ecofriendly supramolecular hydrogels based on cellulosic nanoparticles with citric acid and pyridine pendant groups

nowadays, supramolecular hydrogels as a new type of three-dimensional compounds based on non-covalent interactions have attracted the attention of many scientists of different sciences due to their diverse and easy preparation methods and unique characteristics compared to their covalent counterparts. therefore, in the present research, green cellulose nanoparticles was prepared from cotton by acid hydrolysis process and then separately functionalized with citric acid and pyridine pendant groups in order to create anionic and cationic components. next, supramolecular hydrogels were prepared through electrostatic interactions between the mentioned components. the successful preparation of hydrogel was investigated using fourier transform infrared spectroscopy, sem and x-ray diffraction. study of the morphology of the hydrogel showed a porous structure containing holes of different sizes. also, the investigation of the crystal structure of the hydrogel showed its high crystallinity. finally, the removal of methylene blue cationic dye from industrial wastewater was investigated through the absorption process and using the prepared hydrogel as an adsorbent. also, the effect of methylene blue initial concentration and contact time at room temperature on the absorption process was investigated. the study of absorption kinetics showed that the absorption process follows the second-order absorption kinetics. the maximum absorption capacity obtained for this adsorbent was 97 mg/g. the present study showed that the prepared supramolecular hydrogel, in addition to features such as biocompatibility, avalability, and simple and fast preparation, has a good potential for methylene blue absorption.