Fabrication de membrane de dialyse à partir de coton Giza 86 cellulose di

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 2276 (2023) Citer cet article

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Cette tentative a été faite pour synthétiser le di-acétate de cellulose dans un système d'acétylation sans solvant de cellulose de coton Giza 86 avec Ac2O (200 et 300 ml) en présence de NiCl2.6HO (1,0, 1,5 et 2,0 g) comme catalyseur disponible et nouveau par les méthodes conventionnelles de reflux et d'irradiation par micro-ondes. Cette étude illustre également la préparation d'une membrane de dialyse fabriquée à partir d'une solution de coulée de di-acétate de cellulose-dichlorométhane-méthanol-polyéthylène glycol (MM : 200). La méthode d'irradiation par micro-ondes pour la synthèse du di-acétate de cellulose a montré d'excellents rendements et un temps de réaction court, ce qui est une caractéristique importante de cette méthode. L'impact des deux méthodes sur la formation de di-acétate de cellulose et son utilisation dans les formulations de membranes de dialyse a été étudié. Le degré expérimental de substitution des valeurs de di-acétate de cellulose préparé (DS = 2, 00–2, 7) a montré un accord avec les valeurs calculées par les méthodes d'analyse FTIR et 1H-NMR. La formation de di-acétate de cellulose avec des rendements en pourcentage variait de 62,85 à 89,85 %. L'applicabilité de la membrane préparée dans l'opération de dialyse a été évaluée en termes de clairance de l'urée, de rejet de l'albumine sérique bovine (BSA) et de flux d'eau pure. La caractérisation du di-acétate de cellulose a été réalisée par des analyses 1H-RMN, FTIR, TGA et BET. La membrane de mélange CA-PEG a été examinée par la mesure de l'angle de contact, la porosité et l'absorption d'eau de la membrane. La morphologie de surface de la membrane d'acétate de cellulose a été déterminée en utilisant SEM. Il est observable que la membrane de mélange CA-PEG fabriquée à partir de di-acétate de cellulose synthétisé en utilisant du chlorure de nickel comme catalyseur montre un rejet remarquable de la BSA et de la clairance de l'urée jusqu'à 100 et 67,2 %, respectivement. Le présent travail est prometteur et applicable dans les membranes de dialyse.

L'évolution de la réaction catalytique sans solvant, respectueuse de l'environnement, économiquement viable, temps de réaction et méthodologie à énergie réduite devenait de notre demande urgente pour la performance des processus chimiques. La grande importance du processus d'estérification dans la synthèse organique a été attribuée à la production de divers composés organiques utiles, tels que les polymères1,2. Un grand nombre de composés dans les organismes vivants tels que les protéines, les acides nucléiques et la cellulose sont constitués de polymères. De plus, les polymères étaient les principaux constituants des minéraux comme le diamant, le quartz et le feldspath, ainsi que des matériaux synthétiques comme les textiles, les emballages, les plastiques, les avions, la construction et la corde. Des recherches importantes ont été menées dans l'estérification de la cellulose, en particulier les réactions sans solvant et dans le domaine de la catalyse3,4,5. Une variété d'acides de Lewis tels que ZnCl26, CoCl27 et, en particulier, des triflates métalliques tels que Sc(OTf)38, Bi(OTf)29, Cu(OTf)210 et Sn(OTf)210 se sont révélés être des catalyseurs opérationnels pour l'acylation. En outre, NiCl2 a été signalé comme étant utilisé comme catalyseur pour améliorer la conversion et le taux d'acétylation des phénols, des thiols, des alcools et des amines avec Ac2O11. Le système réducteur de NiCl2 et NaBH4 a produit efficacement les nucléotides modifiés à base d'alcène (Z) requis, faisant de NiCl2 un réactif très utile pour surmonter certains problèmes de sur-réduction et/ou de dégradation12. Alonso et al.13,14,15 ont synthétisé les agents réducteurs constitués de NiCl2.2H2O, d'une quantité catalytique d'arène (naphtalène ou 4,4′-di-tert-butylbiphényle : DTTB) et d'un excès de poudre de lithium. Lorsque des sels de nickel (1,5 à 2,5 équiv) et du naphtalène (17 % en moles) ont été utilisés, les alcènes et les alcynes ont été réduits en alcanes16,17. De manière similaire, LiAlH4 (0,5 à 1,0 équiv.) a également été utilisé pour accomplir une hydroalumination stéréo- et régiosélective d'acétylène disubstitué en conjonction avec une quantité stoechiométrique ou catalytique d'halogénure de métal de transition à faible valence NiCl218.

Plusieurs paramètres ont limité la conversion et la vitesse de réaction du procédé d'estérification traditionnel. Dans la réaction d'estérification conventionnelle, les réactifs ne peuvent pas être miscibles, provoquant une communication cinétique lente entre les réactifs, de sorte qu'un film mince s'est formé et par la suite, le transfert de masse a été limité. Pour surmonter ces problèmes, la réaction est généralement réalisée en effectuant la réaction dans des conditions supercritiques de température et de pression élevées avec ou sans mélange, agitation, ultra-sonication, etc. Malgré le fait que, ces méthodes devenaient très efficaces, mais coûtent toujours cher et nécessitent une énergie élevée, ce qui les rend non économiques. La méthode de chauffage par micro-ondes s'est récemment révélée être une méthode acceptable pour améliorer les rendements des produits et les taux de réaction dans l'industrie chimique synthétique avec de nombreuses applications19.

Le traitement par micro-ondes est considéré comme une méthode sûre pour chauffer des mélanges chimiques à des températures élevées car l'énergie de l'irradiation par micro-ondes est transférée par des ondes électromagnétiques et se traduit ensuite par une température supérieure à la température moyenne du milieu en raison de l'interaction entre les molécules et l'énergie des micro-ondes, ce qui raccourcit les temps de réaction et nécessite moins d'énergie que les méthodes de chauffage traditionnelles de Motasemi et Ani20, et Buchori et al.21. Cependant, des températures de réaction élevées étaient responsables du rendement élevé du produit dans ces circonstances. Comme elle empêche la contamination du catalyseur observée dans d'autres processus chimiques, cette méthode a été saluée comme verte, écologique, sûre et fiable22. Au cours des dix dernières années, plusieurs protocoles pour effectuer des réactions organiques, telles que l'acétylation d'alcools, de phénols, de thiols, d'amines et de cellulose en l'absence de solvant, ont été rapportés. Ces protocoles peuvent également être réalisés à l'aide d'un micro-ondes avec d'excellents rendements et des temps corrects23,24,25.

Divers polymères peuvent être utilisés pour fabriquer des membranes de dialyse. La majorité d'entre eux sont des polymères appliqués, le polyacrylonitrile (PAN), y compris l'acétate de cellulose (CA), le polysulfone (PS), le polyméthacrylate de méthyle (PMMA), le copolymère éthylène alcool vinylique (EVAL) et le polyamide26. Récemment, les membranes CA polymères semi-perméables ont été largement utilisées dans la thérapie d'hémodialyse pour l'insuffisance rénale des patients pour séparer les protéines et les toxines urémiques en fonction de leurs poids moléculaires. Les membranes CA ont des structures asymétriques27, une résistance aux solvants, des propriétés de thermostabilité28, une liaison aux protéines, un encrassement minimal, une bonne résistance au chlore et aux solvants29,30, et sont bon marché et facilement disponibles31.

L'alcool polyvinylique (PVA) et le polyéthylène glycol (PEG) ont été ajoutés aux membranes d'hémodialyse en acétate de cellulose afin d'améliorer leur capacité de filtration et leur biocompatibilité32. De plus, à cette fin33, on a mélangé de la séricine avec de l'acétate de cellulose pour fabriquer des membranes de mélange d'acétate de cellulose/séricine afin de déterminer l'augmentation de l'efficacité de la membrane CA dans le processus de dialyse. Il est observable que l'augmentation de 7,5 % de séricine dans l'acétate de cellulose améliore remarquablement le rejet de la BSA et la clairance de l'urée jusqu'à 96 et 60 %, respectivement. La polyaziridine ou la polyéthylèneimine (PEI) sont mélangées à l'AC pour modifier la structure et l'efficacité des performances afin d'obtenir les meilleures propriétés de rejet de BSA et de clairance de l'urée34. Sur la base de la clairance de l'urée et de la créatinine, les effets du D-glucose monohydraté en tant qu'additif et de l'acide formique (AF) en tant que solvant sur la fonctionnalité de la membrane de dialyse en acétate de cellulose ont été examinés35. L'effet d'additifs PEG de différents poids moléculaires sur les performances de la membrane de dialyse asymétrique en acétate de cellulose dans la clairance de l'urée a été étudié36. En ajoutant différentes quantités de glutamate monosodique (MSG) et d'acide formique, les performances de perméabilité des membranes d'hémodialyse en acétate de cellulose ont été examinées. L'augmentation de la perméabilité des toxines urémiques a été causée par une augmentation de la concentration de MSG de 2 à 6 % en poids, ce qui était un facteur important dans la détermination des morphologies membranaires37. Le charbon actif (AC), la zéolite (ZO) et l'oxyde de graphène (GO) ont été utilisés pour créer des membranes poreuses à matrice mixte en acétate de cellulose (MMM). La possibilité de les utiliser comme unités de traitement par hémoperfusion (HP) pour l'élimination des toxines urémiques telles que le p-crésol (PC) et la créatinine (CRT) a été étudiée38.

Cette étude vise à préparer le di-acétate de cellulose sans solvants en acétylant les composants de cellulose de coton Giza 86 à l'aide d'un nouveau catalyseur NiCl2 utilisant des méthodes conventionnelles de reflux et d'irradiation par micro-ondes. Une membrane de dialyse constituée d'une solution de moulage de diacétate de cellulose, de dichlorométhane, de méthanol et de polyéthylène glycol (MW : 200) est également produite. Des études 1H-RMN, FTIR, TGA et BET ont été utilisées pour caractériser la membrane produite et le di-acétate de cellulose. Dans les expressions de la clairance de l'urée, du débit d'eau pure et du rejet de la solution d'albumine sérique bovine (BSA), l'adéquation de la membrane produite à l'opération de dialyse est évaluée.

Le coton Giza 86 a été collecté sur le marché local d'Alexandrie en Egypte. L'hydroxyde de sodium, l'hypochlorite de sodium, Ac2O et EtOH ont été fournis par Fluka Analytical. Le dichlorométhane et le méthanol ont été obtenus auprès de (Sigma-Aldrich Co, Allemagne). Le polyéthylène glycol (MW 200) a été obtenu auprès d'Acros-organic, USA. NiCl2.6H2O a été reçu de Universal Fine Chemicals PVT-LTD, Inde. L'albumine de sérum bovin a été fournie par (Biowest Co, USA). Les kits d'urée ont été utilisés tels qu'ils ont été achetés auprès de Diamond Co, Allemagne.

Pour obtenir la cellulose, le coton Giza 86 a été traité avec une solution d'hydroxyde de sodium à 5 % en poids avec un rapport solide sur liquide de 1:10 (P/V) et chauffé au bain-marie à 70 °C pendant 2 h. Le mélange a ensuite été filtré et lavé avec de l'eau distillée (dw) jusqu'à ce que le filtrat soit clair. Le processus de blanchiment a été réalisé en deux étapes, premièrement, après l'extraction alcaline, une solution d'hypochlorite de sodium (NaOCl) à 2 % a été utilisée dans un rapport de 1:10 (W/V) et chauffée dans un bain-marie à 70 °C pendant 2 h, et le mélange de blanchiment a été filtré et lavé plusieurs fois par dw. L'étape de blanchiment avec du NaOCl a été répétée deux fois pour purifier le composant cellulosique. Deuxièmement, le processus de blanchiment a été effectué avec 5 % de H2O2 dans un rapport de 1:10 (W/V) à 70 °C pendant 1 h. Le mélange a été filtré, lavé plusieurs fois par Dw, pressé et séché dans un four pendant 48 h à 50°C.

20 g de cellulose extraite de coton Giza 86, d'anhydride acétique (200 ou 300 ml) et 2,0 g de NiCl2.6H2O comme catalyseur vert ont été combinés dans un ballon à fond rond de 500 ml équipé d'un condenseur. L'acétylation a été réalisée au reflux à 140°C pendant 48h. Une fois la réaction terminée, on a laissé le mélange réactionnel refroidir à température ambiante avant d'ajouter 100 ml d'éthanol et de bien mélanger pour décomposer l'anhydride acétique n'ayant pas réagi. Le produit a ensuite été soigneusement nettoyé avec de l'eau distillée après avoir été soigneusement lavé dans de l'éthanol pour éliminer tout acide acétique supplémentaire inutile et les sous-produits NiCl2. Le produit acétylé a ensuite été séché pendant 24 h dans une étuve à 50 °C.

Un mélange d'Ac2O (200 ml), de cellulose de coton extraite (20 g) et de différents poids de NiCl2 (1,0, 1,5 ou 2,0 g) en tant que catalyseur a été placé dans une tasse en téflon (400 ml) puis mis au micro-ondes. Le mélange a été irradié pendant 6, 8 ou 10 min sous une puissance d'irradiation de 1400 W. La coupelle en Téflon a été retirée du micro-ondes une fois la réaction terminée et laissée refroidir à température ambiante. Le contenu de la coupelle en téflon a été transféré dans un bécher de 500 ml, puis il a été mélangé avec 100 ml d'éthanol pendant plusieurs minutes avant d'être filtré. L'acide acétique n'ayant pas réagi et les sous-produits NiCl2 ont ensuite été soigneusement rincés du produit avec de l'eau distillée. Les échantillons ont été séchés pendant 24 h dans une étuve à 50 °C. Les produits ont été pesés afin de calculer le pourcentage de rendement et la croissance pondérale sur la base de la cellulose sèche de départ. La différence entre le produit et les poids de départ a été utilisée pour déterminer l'augmentation de poids.

Le degré de substitution des acétates de cellulose préparés a été mesuré expérimentalement et par des spectres FT-IR et des analyses RMN 1H1,2,3,4,5,24,25.

À l'aide d'un chromatographe à perméation de gel Agilent (GPC) utilisant du tétrahydrofuranne comme solvant, le poids moléculaire, le degré de polymérisation et la polydispersité de l'acétate de cellulose ont tous été déterminés. Un échantillon standard avec une plage de poids moléculaire entre 168 et 3 200 000 a été utilisé pour calibrer l'appareil GPC.

La solution de moulage a été préparée par dissolution de CA (22,5 %) dans 100 ml de dichlorométhane et de méthanol (9:1) ayant un PEG constant (PM : 200) % en poids de 0,5. Pour s'assurer que les polymères sont bien mélangés pour créer une solution homogène, la température de la solution de coulée a été maintenue à 80 ° C avec 4 h d'agitation continue. Ensuite, la solution de moulage a été dégazée en utilisant le bain à ultrasons pendant 4 h pour s'assurer qu'aucune bulle d'air n'était présente. La solution de coulée a ensuite été étalée sur une plaque de verre sans poussière à l'aide d'une application de film automatique Elcometer 4340, Royaume-Uni d'une épaisseur de 250 μm à température ambiante. Le film coulé a été laissé pendant 60 s afin de laisser le solvant s'évaporer et terminer l'inversion de phase. Le film coulé a été séparé et lavé pendant 30 minutes. à température ambiante dans un bain de coagulation contenant de l'eau distillée, provoquant un échange entre le solvant et l'eau. La membrane en mélange d'acétate de cellulose a ensuite été transférée dans un autre récipient rempli d'eau distillée et d'éthanol et stockée à – 4 °C jusqu'à ce qu'elle soit prête pour le test.

Les données FTIR pour la cellulose extraite du coton Giza 86, tout l'acétate de cellulose synthétisé et la membrane de mélange CA-PEG ont été obtenues à l'aide du spectromètre Bruker VERTEX 70 couplé à l'unité Platinum ATR dans la plage de 400 à 4000 cm-1. La RMN 1H pour CA a été obtenue par des spectromètres à résonance magnétique nucléaire Bruker à 400 MHz et du chloroforme deutéré comme solvant. À l'aide de l'équipement d'analyseur thermique simultané SDT650, des mesures TGA pour la cellulose, l'AC et la membrane de mélange CA-PEG fabriquée ont été effectuées dans la plage de 50 à 600 °C en utilisant un sous-écoulement de température de rampe de 5 °C/min de gaz N2 de haute qualité (100 mL/min). L'appareil DSC/TG a été étalonné avant les tests en suivant les recommandations du fabricant concernant les étalonnages de poids, de température et de DSC. Avant chaque cycle, l'instrument a également été purgé avec de l'air et un flux d'azote pendant 10 min. En utilisant le BELSORP mini-II, fabriqué par BEL Japan, INC, à 77 K comme température d'adsorption et pression de vapeur saturée, des mesures de l'isotherme d'adsorption-désorption N2 sous la température de l'azote liquide ont été utilisées pour déterminer la surface spécifique, le volume des pores, le diamètre moyen des pores et la taille moyenne des particules de l'acétate de cellulose synthétisé et de la membrane de mélange CA-PEG fabriquée. Les échantillons ont été prétraités à 120°C avec de l'azote gazeux les traversant. La cristallinité et la structure atomique ou moléculaire de la membrane CA synthétisée et du mélange CA-PEG construit ont été examinées à l'aide d'un analyseur XRD avancé Bruker D2 PHASER. En utilisant le modèle SEM JSM 6409A de JEOL, Japon, la morphologie de surface et de section transversale de la membrane de mélange CA-PEG fabriquée a été examinée.

La membrane de mélange CA-PEG fabriquée a été coupée avec une surface de 12,57 cm2 et placée dans la cellule de test de filtration sans issue, qui était occupée par 250 ml de poids sec et exposée à la pression de 1,0 à 2,0 bar pour effectuer le flux de perméation d'eau pure (PWP). L'expérience a été réalisée à température ambiante comme le montre la figure (1). Le flux de perméation de l'eau pure (J) a été mesuré à partir de l'Eq. (1).

où J représente le flux de perméation d'eau pure (L m–2 h–1), Q est le volume de solution de perméat (L), ∆t est le temps de perméation (h) et A représente la surface active de la membrane d'essai.

Pour définir l'hydrophobicité ou l'hydrophilie de la membrane CA-PEG, l'angle de contact a été mesuré. Une goutte d'eau est placée sur une surface de matériau de membrane de mélange CA-PEG fabriquée (4 cm2), et la goutte forme une forme de dôme sur la surface. L'angle de contact est l'angle produit entre la surface et la ligne perpendiculaire au bord de la goutte d'eau (angle de mouillage), mesuré à l'aide d'un tensiomètre optique Theta lite avec un tensiomètre optique basé sur une caméra vidéo numérique pour la mesure de la tension statique et superficielle des liquides par la méthode de la goutte pendante, production finlandaise.

Pour calculer la quantité d'eau absorbée dans des circonstances spécifiques, l'absorption d'eau est utilisée, de sorte que la performance de la membrane préparée dans l'eau ou dans un environnement humide peut être déterminée. Pour le test d'absorption d'eau, un échantillon de membrane de 4 cm2 a été séché dans une étuve à une température et une durée déterminées (12 h) avant d'être mis dans un dessiccateur pour refroidir. L'échantillon de membrane a été pesé dès qu'il a refroidi. L'échantillon de membrane est ensuite immergé dans une eau dans des circonstances prédéterminées, fréquemment à 23 ° C pendant 24 h. L'échantillon de la membrane a été prélevé, séché avec un chiffon non pelucheux et pesé. L'absorption d'eau par la membrane a été déterminée à l'aide de l'équation. (2).

La méthode du poids sec-humide peut être utilisée pour déterminer la porosité de la membrane. La porosité de la membrane est calculée en utilisant l'Eq. (3).

où WW (g) est le poids humide, DW est le poids sec de la membrane, Am (cm2) est la surface de la membrane, DPW est la densité de l'eau pure et Tm (cm) est l'épaisseur de la membrane.

L'efficacité de la membrane de dialyse a été déterminée en termes de pourcentage de rejet de BSA en utilisant la cellule de test de filtration sans issue avec une surface de membrane effective de 12,57 cm2 et une pression de 1,0 à 2,0 bar à température ambiante, comme illustré à la Fig. 1. La concentration de la solution de BSA utilisée était de 1,0 mg/mL. La concentration de BSA dans le perméat a été analysée en mesurant son absorbance avec un spectrophotomètre (un spectrophotomètre numérique (spectrophotomètre analytique Jena—SPEKOL1300 UV/Visible) associé à des cellules en verre de 1 cm de trajet optique) à une longueur d'onde de λ550 nm à l'aide du réactif Biuret39. Le rejet de BSA de la membrane de mélange CA-PEG fabriquée a été déterminé par Eq. (4).

Figure schématique de la cellule de filtration sans issue pour le flux d'eau et le rejet de BSA.

La clairance de l'urée a été déterminée pour la membrane de mélange CA-PEG fabriquée. La concentration de la solution d'urée était de 50 mL de 1 mg/mL placé du côté donneur et environ 2 L d'eau distillée ont été versés du côté récepteur, comme illustré à la Fig. 2. Le changement de concentration d'urée du côté donneur et du côté récepteur a été mesuré à l'aide d'une méthode colorimétrique enzymatique toutes les 30 min pendant 210 min. La concentration d'urée a été déterminée en mesurant son absorbance avec un spectrophotomètre à une longueur d'onde de λ578 nm. La concentration d'urée a été calculée en utilisant l'Eq. (5).

Figure schématique de la cellule de dialyse pour la clairance de l'urée.

où C0 est la concentration initiale au temps zéro, Ct est la concentration finale au temps t et UC% est la clairance de l'urée.

Ce travail porte sur la préparation de di-acétate de cellulose à partir de cellulose de coton Giza 86, qui est pratique pour la préparation de la membrane de dialyse en utilisant un nouveau catalyseur acide de Lewis comme NiCl2.6H2O et comparé entre les méthodes conventionnelles et micro-ondes pour l'acétylation de la cellulose. Dans la méthode conventionnelle, l'effet de la quantité d'anhydride acétique utilisée a seulement été étudié. Comme le montre le tableau 1, 20,0 g de cellulose extraite du coton Giza 86 ont été chauffés au reflux à 140 ° C dans environ 200 ml (Ac2O) (échantillon 1) et dans de l'anhydride acétique (300 ml) (échantillon 2) en l'existence de 2,0 g de NiCl2.6H2O pendant 48 h. Les réactions précédentes ont montré que les rendements en % de CA étaient de 86,25 % (DS = 2,59, échantillon 1) et de 81,74 % (DS = 2,45, échantillon 2) avec une augmentation de la quantité d'anhydride acétique de 200 à 300 ml, respectivement. Ainsi, il a été choisi 200 mL d'Ac2O et 20 g de cellulose extraite du coton Giza 86 pour acétylation sous micro-ondes comme quantité optimale. Pour atteindre le DS ciblé et contrôler les conditions de la réaction d'acétylation, la réaction a été répétée dans des conditions d'irradiation aux micro-ondes, en modifiant uniquement la quantité de catalyseur et le temps de réaction. Comme indiqué dans le tableau 1, lorsque la quantité de NiCl2.6H2O est de 1,0 g, la réaction a été effectuée juste après 6 min avec un rendement élevé en % de 88,30 % (31,30 g, DS = 2,63, échantillon 3). Lorsque le temps de réaction a été prolongé à 8 min, il y a eu très peu de changement dans les rendements (31,90 g, DS = 2,70, échantillon 4) avec un pourcentage de rendement de 89,85 %. Alors que lorsque cette réaction a été effectuée pendant 10 min, le produit a commencé à être affecté par le temps et a commencé à s'hydrolyser, il y a donc eu une légère diminution du rendement (31,20 g, DS = 2,64, 87,94 % échantillon 5). Comme le montre le tableau 1, lorsque la quantité de NiCl2.6H2O a augmenté à 1,5 g, le rendement a été fortement diminué à environ 23,16, 23,30 et 23,16 g pour 6 et 10 min de temps de réaction (DS = 2,0, échantillons 6, 7 et 8, respectivement). D'après les résultats précédents, l'excès de la quantité de catalyseur à 1,5 g a fortement affecté les valeurs DS ciblées, qui sont devenues des valeurs indésirables (DS ~ 2,6) pour la préparation de la membrane de dialyse. Lorsque la quantité de NiCl2.6H2O a été augmentée à 2,0 g comme indiqué dans la méthode conventionnelle mentionnée ci-dessus mais dans des conditions de micro-ondes, les rendements en produits étaient de 28,24 g à 6 min, 31,15 g à 8 min et 24,34 g à 10 min (tableau 1). À partir d'expériences précédentes, on peut conclure que 1,0 g de NiCl2.6H2O en tant que catalyseur utilisant la méthode d'irradiation par micro-ondes est suffisant pour produire du di-acétate de cellulose avec un pourcentage de rendement de 89,85 % en 8 min en présence de 200 ml d'Ac2O.

Tous les produits (échantillons 1 à 11) ont été examinés par analyse FT-IR, et le degré de substitution (DS) a été calculé expérimentalement et en utilisant FT-IR, les résultats ont fait référence à une formation réussie de di-acétate de cellulose avec différents rendements en %, mais aussi, avec une très faible variation des valeurs DS (tableau 1). Le gain de poids a également été calculé en utilisant FT-IR (tableau 1). Tout d'abord, l'échantillon 5, qui a un DS = 2,64, a été choisi comme matériau de départ pour la membrane de mélange CA-PEG fabriquée après avoir testé la plupart des échantillons de di-acétate de cellulose préparés. La figure 3 affiche les spectres FT-IR de la cellulose extraite du coton Giz-86, échantillon 5 sous forme de di-acétate de cellulose pure et membrane de mélange CA-PEG fabriquée. Les spectres FT-IR pour la cellulose extraite du coton Giza 86 affichent une large bande passante à 3334,81 cm-1 en raison de l'étirement -OH, une petite bande à 2894,73 cm-1 attribuée au mode d'étirement de -CH, et deux bandes ont été fortement diminuées dans le di-acétate de cellulose (échantillon 5) et dans la membrane de mélange CA-PEG fabriquée, ce qui a prouvé le succès de l'acétylation de la cellulose. La figure 3 montre qu'aucun changement chimique ne s'est produit pour le diacétate de cellulose pur (échantillon 5) dans le groupe de fonctionnalisation pendant le mélange, sauf qu'un petit déplacement a été remarqué. La figure 3 montre l'apparition de forts pics pointus à 1743,25 et 1739,22 cm–1 en raison de C = O pour l'échantillon 5 et la membrane de mélange CA-PEG, respectivement. Comparé à la membrane de mélange CA (échantillon 5) et CA-PEG, les pics d'absorption sont apparus brusquement à 1370,81 et 1369,39 cm-1 en raison de la bande de flexion C – H du groupe acétyle. Un fort pic plus net est légèrement passé de 1224,01 dans l'échantillon 5 à 1215,11 cm-1 dans la membrane de mélange CA-PEG, qui a été attribuée à la bande d'étirement ester C – O. Les pics à 1040,23 et 1033,56 cm-1 appartenant à l'étirement asymétrique du cycle pyranose C – O – C ont été signalés pour l'échantillon 5 et la membrane de mélange CA-PEG, respectivement.

Analyse FTIR de (a) cellulose extraite du coton Giza 86, (b) di-acétate de cellulose (échantillon-5), (c) membrane de mélange CA-PEG préparée à partir de l'échantillon 5.

Le DS du di-acétate de cellulose (échantillon 5) a également été mesuré en utilisant des spectres 1H-RMN. La figure 4 affiche le spectre 1H-RMN de l'échantillon 5 avec une valeur DS de près de 2,66 démontrant la création de di-acétate de cellulose à l'aide de NiCl2.6H2O et d'une irradiation par micro-ondes.

Spectre 1H-RMN de l'échantillon 5.

La chromatographie par perméation de gel (GPC) a été utilisée pour calculer le poids moléculaire, le degré de polymérisation et l'indice de polydispersité d'un acétate de cellulose (échantillon 5) comme le montre la figure 5. D'après les résultats, le degré de polymérisation était d'environ 149, le poids moléculaire moyen en poids (Mw) était de 38 362 (g/mol), le poids moléculaire moyen en nombre (Mn) était de 5864 (g/mol), le poids moléculaire moyen z (Mz) était de 339,27 8 (g/mol), la masse moléculaire moyenne en viscosité (Mv) était de 273 659 (g/mol), la masse moléculaire au pic maximum de l'élugramme (Mp) était de 18 098 (g/mol) et l'indice de polydispersité (PD) était de 6,542.

L'analyse par chromatographie par perméation de gel (GPC) du di-acétate de cellulose (échantillon 5).

L'analyse thermogravimétrique (TGA) est une technique de caractérisation réaliste pour évaluer la stabilité thermique de matériaux spécifiques. Les courbes thermiques TGA de la membrane de mélange CA (échantillon 5) et CA-PEG fabriquée sont exposées à la Fig. 6a, b à une vitesse de chauffage de 5 ° C/min. La TGA du diacétate de cellulose (échantillon 5) (Fig. 6a) montre une décomposition se produisant en une étape et une perte de poids de 84,06 % entre 327,13 et 600 °C, la décomposition maximale se produisant à 356,84 °C. La TGA de la membrane de mélange CA-PEG fabriquée (Fig. 6b) montre une décomposition se produisant en deux étapes. La première perte de poids (81,02 %) s'est produite entre 327,13 et 400 °C, la décomposition maximale se produisant à 347,91 °C, tandis que la deuxième perte de poids (10,42 %) s'est produite entre 400 et 600 °C, la décomposition maximale se produisant à 560,0 °C.

Analyse TGA de (a) diacétate de cellulose (échantillon 5), (b) membrane de mélange CA-PEG à partir de diacétate de cellulose (échantillon 5) et PEG.

BET peut produire des données de mesure de précision fiables pour la quantité d'adsorption de matériau adsorbant par rapport à la pression. La figure 7a montre l'isotherme d'adsorption/désorption de la membrane de mélange CA-PEG fabriquée et explique également la relation entre la pression relative (p/p0) et la quantité spécifique adsorbée (Va : cm3 (STP) g–1). Les résultats de la Fig. 7b ont montré que le type d'isotherme d'adsorption peut être mesuré en tant que types mixtes de III et V. Le volume de la monocouche (Vm) était de 5,9709 cm3 (STP) g–1, la surface spécifique BET (asBET) était de 25,9880 m2 g–1, la constante d'énergie de la première couche (C) était de 0,6296, le volume total des pores (p/p0) était de 0,00909 cm3 g– 1 et le diamètre moyen des pores était de 1,3993 nm. Selon les résultats mentionnés ci-dessus, on peut en déduire que la membrane de mélange CA-PEG fabriquée est poreuse avec des micropores40,41,42,43.

Analyse de la surface (a) Isotherme d'adsorption/désorption, (b) Tracé d'analyse BET, (c) Tracé d'analyse des micropores (MP).

Le MP-plot est pratique pour définir la présence ou l'absence de micropores et leur gamme de taille40,41,42,43. De la figure 7c, on peut déduire que la membrane de mélange CA-PEG fabriquée a un diamètre de micropores (dp) de 0,7 à 0,9 nm avec un pic de distribution à 0,8 nm. En outre, il a un diamètre de micropores de 1,1 à 1,25, 1,25 à 1,4, 1,4 à 1,55 et 1,6 à 1,8 nm avec des pics de distribution à 1,2, 1,3, 1,5 et 1,7 nm, respectivement. La surface spécifique totale (a1) était de 0,5349) m2 g–1, la surface spécifique externe (a2) était de 5,4092 m2 g–1 et le volume poreux (Vp) était de 0,0009 cm3 g–1.

L'analyse XRD a été utilisée pour confirmer l'occurrence d'un processus d'acétylation réussi ciblé. Il est connu que la présence des groupes acétyle dans la cellulose augmentait l'hydrophobicité et augmentait l'hydrophobicité de la membrane préparée. Les modèles de cellulose extraite du coton Giza 86, de l'acétate de cellulose (échantillon 5) et de la membrane de mélange CA-PEG fabriquée sont comparés sur les figures 8a, b, c. La figure 8a donne des diagrammes de rayons X avec des pics majeurs à 14,7°(Iα (100) ou Iβ (110)), 16,4° (Iα (010) ou Iβ (110)), 22,8° (Iα (110) ou Iβ (200)) et 34,4° ((Iα et Iβ (400)), réflexions pour la cellulose extraite du coton Gizeh 86, qui peut appartenir à la prédominance Iα ou Iβ. La fonction Z équation (6) a été utilisée pour déterminer la conformation du carbone chiral de la cellulose.

Analyse XRD de (a) cellulose extraite du coton Giza 86, (b) di-acétate de cellulose, (c) membrane de mélange CA-PEG.

Le d1 s'est avéré être de 6,005 nm (espacement d du pic à 14,7°), d2 était de 16,504 nm (espacement d du pic à 16,4° (2θ), et la valeur Z était de -5268,474. De la valeur Z négative de la cellulose extraite du coton Giza 86, on peut en déduire que le composé de cellulose extrait a la forme dominante Iβ44. Figure 8b, c a donné des diagrammes de rayons X de l'acétate de cellulose (échantillon 5) et de la membrane de mélange CA-PEG fabriquée avec les mêmes pics principaux précédents, mais la hauteur relative de l'intensité des pics de diffraction a diminué tandis que la région amorphe a augmenté. De plus, il y a eu un élargissement des pics de diffraction. Le degré de cristallinité de l'échantillon de cellulose a été considéré comme étant de 45,6 %, l'acétate de cellulose (échantillon 5) était de 22,5 % dans le mélange CA-PEG fabriqué. membrane était de 15,2 %, ce qui indiquait une diminution du degré de cristallinité après estérification. Cette diminution de la cristallinité dans l'acétate de cellulose (échantillon 5) et la membrane de mélange CA-PEG fabriquée par rapport à l'échantillon de cellulose pourrait être due au remplacement des groupes hydroxyle par des groupes acétyle avec un volume plus important. Au cours de l'acétylation, le groupe acétyle provoquait la rupture des liaisons hydrogène inter et intramoléculaires de la cellulose, entraînant la dégradation de la structure cristalline de la cellulose. Ce résultat a confirmé pourquoi l'acétate de cellulose (échantillon 5) et la membrane de mélange CA-PEG fabriquée sont hautement amorphes45. De plus, les figures 8b, c ont montré un pic remarquable à 7,9 ° (2θ) attribué à la cellulose acétylée semi-cristalline. Ce résultat a été attribué à la présence de groupements acétyles qui ont provoqué une augmentation de la distance interfibrillaire des chaînes cellulosiques46,47.

La figure 9 montre la surface SEM et la morphologie en coupe transversale de la membrane de mélange CA-PEG fabriquée. À partir de la figure 9, la création d'une membrane asymétrique avec des pores de taille nanométrique peut être clairement visualisée. Le mélange de PEG avec de l'acétate de cellulose pendant le processus de coulée a amélioré le mécanisme d'inversion de phase.

Analyse SEM de la membrane de mélange CA-PEG (a) morphologie de surface et (b) morphologie en coupe transversale.

La mesure de l'absorption d'eau a été utilisée pour définir l'hydrophobicité et l'hydrophilie de la membrane préparée. Selon l'éq. (2), le pourcentage d'absorption d'eau de la membrane de mélange CA-PEG fabriquée s'est avéré être de 2,91 %. La valeur très faible de la mesure de l'absorption d'eau a indiqué que la membrane de mélange CA-PEG fabriquée est hautement hydrophobe.

L'angle de contact a également été utilisé pour caractériser l'hydrophobicité et l'hydrophilie de la membrane, il est connu qu'une valeur d'angle de contact élevée signifie généralement une hydrophobicité élevée. La membrane de mélange CA-PEG fabriquée a montré que la valeur de l'angle de contact était de 92,5 degrés. L'augmentation de la valeur de l'angle de contact signifie que la membrane de mélange CA-PEG fabriquée est hautement hydrophobe48,49.

La porosité de la membrane de mélange CA-PEG fabriquée a été calculée selon l'Eq. (3), et il s'est avéré être de 1,22 %. La porosité de la membrane était améliorée lorsque le PEG était mélangé avec de l'acétate de cellulose. Cette valeur indiquait que la membrane fabriquée pouvait être utilisée pour une application d'ultrafiltration (0,1 à 10 %)50.

Le flux d'eau pure est le paramètre le plus utilisé pour mesurer la perméabilité hydraulique de la membrane dans les membranes de micro, de dialyse et d'ultrafiltration. Le flux d'eau pure de la membrane de mélange CA-PEG fabriquée a été calculé par la cellule de test de filtration sans issue selon l'équation. (3) en déterminant la quantité d'eau pure collectée (0,078 L) pendant un certain temps (3,5 h) sous une certaine pression (1,0 à 2,0 bar)51,52,53,54. L'eau distillée est utilisée comme alimentation dans l'expérience de performance de flux. Dans la membrane de mélange CA-PEG fabriquée, la valeur du flux de perméation de l'eau pure (PWP) à la pression de fonctionnement (1,0 à 2,0 bar) était de 17,73 L/m2∙h. De cette valeur, nous pouvons déduire que la performance de flux d'eau de la membrane de mélange CA-PEG fabriquée à partir de di-acétate de cellulose synthétisé (échantillon 5) en utilisant NiCl2 comme catalyseur était pratique à utiliser dans le processus de dialyse51,52,53,54.

L'albumine sérique bovine joue un rôle important lors de la formation de cristaux d'oxalate de calcium qui empêche la nucléation de l'oxalate de calcium, de sorte que la pierre d'urine ne se formera pas. Du point de vue de l'importance de l'albumine sérique bovine, il est nécessaire de ne pas perdre la BSA du patient au cours du processus de dialyse. Le résultat en termes de rejet de BSA indique que la membrane de mélange CA-PEG fabriquée à partir de di-acétate de cellulose synthétisé (échantillon 5) peut retenir la totalité de la BSA avec succès et avec le taux le plus élevé de 100 %55,56.

La clairance de l'urée est importante pour évaluer les fonctions rénales, c'est pourquoi la clairance de l'urée doit être mesurée. La clairance de l'urée était la quantité de sang ou de plasma éliminée par les reins de l'urée en quelques minutes. Selon l'éq. (5), le pourcentage de clairance de l'urée était de 67,2 % après 2,5 h pour la membrane de mélange CA-PEG fabriquée à partir de diacétate de cellulose synthétisé (échantillon 5). Tous les résultats mentionnés ci-dessus ont prouvé l'applicabilité de la membrane de mélange CA-PEG fabriquée pour la dialyse57,58,59.

La synthèse du di-acétate de cellulose à l'aide d'un système d'acétylation sans solvant à partir de la cellulose extraite du coton Giza 86 par l'étude de 200 et 300 mL d'Ac2O dans l'existence de NiCl2.6HO (1,0, 1,5 et 2,0 g) comme nouveau catalyseur a été réalisée en utilisant les méthodes conventionnelles de reflux et d'irradiation par micro-ondes. Le di-acétate de cellulose préparé a été testé pour la fabrication d'une membrane de mélange de PEG. La membrane de mélange CA-PEG fabriquée a également été testée pour une application de dialyse. La préparation de di-acétate de cellulose à l'aide de la méthode d'irradiation par micro-ondes a montré d'excellents rendements et un temps de réaction court, ce qui rend la méthode proposée importante pour un essai commercial. L'impact des deux méthodes utilisées sur la formation du di-acétate de cellulose et son utilisation dans les formulations de membranes de dialyse a été étudié. Le degré expérimental de substitution des valeurs de di-acétate de cellulose préparé était en accord avec celui calculé par les méthodes d'analyse FTIR et 1H-NMR. La membrane fabriquée s'est avérée applicable dans l'opération de dialyse en ce qui concerne la clairance de l'urée, le flux d'eau pure et le rejet de l'albumine sérique bovine (BSA). Certes, le présent travail est prometteur et applicable dans les membranes de dialyse.

Les ensembles de données utilisés dans cette enquête sont accessibles pour examen sur demande auprès de l'auteur correspondant de l'article.

Charbon actif

Acétate de cellulose

Anhydride acétique

Surface spécifique BET

Brunauer–Emmett–Teller

Trifluorométhanesulfonate de bismuth(III)

Albumine de sérum bovin

Constante d'énergie de la première couche

Acétate de cellulose-polyéthylène glycol

Chlorure de cobalt

Créatinine

Trifluorométhanesulfonate de cuivre(II)

Degré de polymérisation

Diamètre des micropores

Degré de substitution

4,4′-di-tert-butylbiphényle

Eau distillée

Éthanol

Alcool d'éthylène vinylique

Acide formique

Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier

Oxyde de graphène

Chromatographe à perméation de gel

Peroxyde d'hydrogène

Hémoperfusion

Hydrure de lithium et d'aluminium

Membranes à matrice mixte

Poids moléculaire moyen en nombre

Micropore

Poids moléculaire au pic maximum de l'élugramme

Glutamate monosodique

Poids moléculaire moyen de viscosité

Masse moléculaire

Poids moléculaire moyen

Le borohydrure de sodium

L'hypochlorite de sodium

Chlorure de nickel six hydraté

Résonance magnétique nucléaire

Polyacrylonitrile

P-crésol

Indice de polydispersité

Polyéthylène glycol

Polyéthylèneimine

Le polyméthacrylate de méthyle

Polysulfone

Alcool polyvinylique

Flux de perméation à l'eau pure

Scandium triflate(III).

Microscope électronique à balayage

Trifluorométhanesulfonate d'étain (II)

Analyse thermo gravimétrique

Volume monocouche

Volume poreux

Volume poreux total

Gain de poids

Analyse par diffraction des rayons X

Chlorure de zinc

Zéolite

El Nemr, A., Ragab, S., El Sikaily, A. & Khaled, A. Synthèse de triacétate de cellulose à partir de cellulose de coton en utilisant le NIS comme catalyseur dans des conditions de réaction douces. Glucides. Polym. 130, 41–48. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2015.04.065 (2015).

Article CAS Google Scholar

El Nemr, A., Ragab, S. & El Sikaily, A. Synthèse rapide de triacétate de cellulose à partir de cellulose de coton et son effet sur la surface spécifique et la distribution granulométrique. L'Iran. Polym. J. 26(4), 261-272. https://doi.org/10.1007/s13726-017-0516-2 (2017).

Article CAS Google Scholar

Ragab, S., Eleryan, A. & El Nemr, A. Hydrate de perchlorate ferrique en tant que nouveau catalyseur pour une estérification hautement efficace de la cellulose à température ambiante. Sci. Rep. 12, 5643. https://doi.org/10.1038/s41598-022-09669-w (2022).

Article ADS CAS Google Scholar

Ragab, S. & El Nemr, A. Chlorure de zirconyle en tant que catalyseur acide de Lewis vert nouveau et efficace pour l'acétylation directe de la cellulose de coton en présence et en l'absence de solvant. J. Polym. Rés. 26, 156. https://doi.org/10.1007/s10965-019-1816-3 (2019).

Article CAS Google Scholar

El Nemr, A. & Ragab, S. Acétylation de la cellulose Cotton-Giza 86 en utilisant MnCl2 comme nouveau catalyseur et son application à l'élimination de l'huile de machine. Environ. 5(4), 895–905. https://doi.org/10.1007/s40710-018-0330-7 (2018).

Article Google Scholar

Baker, RH & Bordwell, FG Organic Syntheses Vol. 3, 141 (Wiley, New York, 1955).

Google Scholar

Iqbal, J. & Srivastava, RR Le chlorure de cobalt (II) a catalysé l'acylation d'alcools avec de l'anhydride acétique : portée et mécanisme. J. Org. Chim. 57(7), 2001–2007. https://doi.org/10.1021/jo00033a020 (1992).

Article CAS Google Scholar

Ishihara, K., Kubota, M., Kurihara, H. & Yamamoto, H. Le trifluorométhanesulfonate de scandium en tant que catalyseur acide de Lewis extrêmement actif dans l'acylation d'alcools avec des anhydrides d'acide et des anhydrides mixtes. J. Org. Chim. 61(14), 4560–4567. https://doi.org/10.1021/jo952237x (1996).

Article CAS Google Scholar

Orita, A., Tanahashi, C., Kakuda, A. & Otera, J. Acylation très puissante et pratique d'alcools avec un anhydride d'acide catalysé par Bi (OTf) 3. J. Org. Chim. 66(26), 8926–8934. https://doi.org/10.1021/jo0107453 (2001).

Article CAS Google Scholar

Chandra, KL, Saravanan, P., Singh, RK et Singh, VK Réactions d'acylation catalysées par un acide de Lewis : portée et limites. Tétraèdre 58(7), 1369–1374. https://doi.org/10.1016/S0040-4020(01)01229-7 (2002).

Article CAS Google Scholar

Meshram, G. & Patil, VD Méthode simple et efficace d'acétylation d'alcools, de phénols, d'amines et de thiols à l'aide de NiCl2 anhydre dans des conditions sans solvant. Synthé. Commun. 39, 4384–4395. https://doi.org/10.1080/00397910902906529 (2009).

Article CAS Google Scholar

Lee, SE, Vyle, JS, Williams, DM et Grasby, JA Nouvelles synthèses de (Z)-alcène et nucléosides modifiés par une base d'alcane. Tétraèdre Lett. 41(2), 267–270. https://doi.org/10.1016/S0040-4039(99)02029-8 (2000).

Article CAS Google Scholar

Alonso, F., Radivoy, G. & Yus, M. Réduction active à base de nickel de composés organiques. Russe. Chim. Taureau. 52(12), 2563–2576. https://doi.org/10.1023/B:RUCB.0000019874.01782.b4 (2003).

Article CAS Google Scholar

Alonso, F. & Yus, M. La combinaison NiCl2–Li–arène (cat.) : Un mélange réducteur polyvalent. Chim. Soc. Rév. 33(5), 284–293. https://doi.org/10.1039/B315131J (2004).

Article CAS Google Scholar

Alonso, F., Riente, P. & Yus, M. Nanoparticules de nickel dans les réactions de transfert d'hydrogène. Acc. Chim. Rés. 44(5), 379–391. https://doi.org/10.1021/ar1001582 (2011).

Article CAS Google Scholar

Alonso, F. & Yus, M. Hydrogénation d'oléfines avec du chlorure de nickel hydraté, du lithium et une quantité catalytique de naphtalène. Tétraèdre Lett. 37(38), 6925–6928. https://doi.org/10.1016/0040-4039(96)01518-3 (1996).

Article CAS Google Scholar

Alonso, F. & Yus, M. Hydrogénation d'alcynes avec du chlorure de nickel hydraté, du lithium et une quantité catalytique de naphtalène. Tétraèdre Lett. 38(1), 149–152. https://doi.org/10.1016/S0040-4039(96)02239-3 (1997).

Article CAS Google Scholar

Ibragimov, AG, Ramazanov, IR, Khalilov, LM, Sultanov, RM & Dzhemilev, UM Hydroalumination régio- et stéréosélective d'acétylènes disubstitués avec Et3Al catalysé par (η5-C5H5) 2TiCl2. Commune de Mendeleïev. 6(6), 231–232. https://doi.org/10.1016/S0959-9436(96)71434-7 (1996).

Article Google Scholar

Loupy, A. & Varma, RS Effets micro-ondes en synthèse organique. Chim. Oggi–Chem. Aujourd'hui. 24(3), 36. https://doi.org/10.1002/chin.200720275 (2006).

Article CAS Google Scholar

Motasemi, F. & Ani, FN Une revue sur la production assistée par micro-ondes de biodiesel. Renouveler. Soutenir. Énergie Rev. 16(7), 4719–4733. https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.03.069 (2012).

Article CAS Google Scholar

Buchori, L., Istadi, I. & Purwanto, P. Technologies avancées de réacteurs chimiques pour la production de biodiesel à partir d'huiles végétales - Une revue. Taureau. Chim. Réagir. Ing. 11(3), 406–430. https://doi.org/10.9767/bcrec.11.3.490.406-430 (2016).

Article CAS Google Scholar

Nguyen, HC, Ong, HC, Pham, TTT, Dinh, TKK & Su, C.-H. Synthèse non catalytique par micro-ondes de lévulinate d'éthyle : un procédé vert pour la production d'additifs pour carburants. Int. J. Énergie. Rés. 44, 1698–1708. https://doi.org/10.1002/er.4985 (2020).

Article CAS Google Scholar

Constantinou-Kokotou, V. & Peristeraki, A. Le NiCl2 assisté par micro-ondes a favorisé l'acylation des alcools. Synthé. Commun. 34(22), 4227–4232. https://doi.org/10.1081/SCC-200036636 (2004).

Article CAS Google Scholar

El Nemr, A., Ragab, S. & El Sikaily, A. Test du chlorure de zinc comme nouveau catalyseur pour la synthèse directe de di- et tri-acétate de cellulose dans un système sans solvant sous irradiation micro-ondes. Glucides. Polym. 151, 1058-1067. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.06.072 (2016).

Article CAS Google Scholar

Ragab, S. & El Nemr, A. Di- et tri-acétate de nanofibre de cellulose utilisant du chlorure ferrique comme catalyseur favorisant une synthèse hautement efficace sous irradiation micro-ondes. J. Macromol. Sci. Application pure. Chim. 55, 124–134. https://doi.org/10.1080/10601325.2017.1387741 (2017).

Article CAS Google Scholar

Deshmukh, SP & Li, K. Effet de la composition d'éthanol dans un bain de coagulation d'eau sur la morphologie de la membrane à fibres creuses en PVDF. J. Membre. Sci. 150, 75–85. https://doi.org/10.1016/S0376-7388(98)00196-3 (1998).

Article CAS Google Scholar

Loeb, S. & Sourirajan, S. Déminéralisation de l'eau de mer au moyen d'une membrane osmotique. Adv. Chim. Ser. 38, 117. https://doi.org/10.1021/ba-1963-0038.ch009 (1963).

Article CAS Google Scholar

Chen, Y. et al. Caractérisation de l'acétate de cellulose régénéré. Menton. J. Polym. Sci. 20, 369–375. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2017.03.057 (2002).

Article CAS Google Scholar

Combe, C., Molis, E., Lucas, P., Riley, R. & Clark, MM L'effet des propriétés de la membrane CA sur l'encrassement par adsorption par l'acide humique. J. Membre. Sci. 154, 73–87. https://doi.org/10.1016/S0376-7388(98)00268-3 (1999).

Article CAS Google Scholar

Chaudry, MA Mécanisme de transport de l'eau et des ions en hyperfiltration avec des membranes symétriques en acétate de cellulose. J. Membre. Sci. 206, 319–332. https://doi.org/10.1016/S0376-7388(01)00783-9 (2002) (Obtenir les droits et le contenu).

Article CAS Google Scholar

Yin, L., Huanlin, C. et Bogeng, L. Influence des additifs sur le processus de séparation de phase de la solution de PVDF et la morphologie de la membrane. Acta Polym Sin. 5, 656–661 (2002). https://doi.org/WOS:000178936800021

Azhar, O. et al. Membranes d'hémodialyse en mélange d'acétate de cellulose et d'alcool polyvinylique intégrées avec des performances de dialyse et une biocompatibilité élevée. Mater. Sci. Ing. 126, 112127. https://doi.org/10.1016/j.msec.2021.112127 (2021).

Article CAS Google Scholar

Waheed, H., Minhas, FT & Hussain, A. Membranes de mélange d'acétate de cellulose/séricine à utiliser en dialyse. Polym. Taureau. 75, 3935–3950. https://doi.org/10.1007/s00289-017-2238-1 (2018).

Article CAS Google Scholar

Waheed, H. & Hussain, A. Fabrication de membranes en feuille plate mélangées d'acétate de cellulose/polyaziridine pour l'application de dialyse. Bio Nanosci. 9, 256-265. https://doi.org/10.1007/s12668-019-0600-5 (2019).

Article Google Scholar

Idris, A., Yee, HK & Kee, CM Préparation d'une membrane de dialyse en acétate de cellulose en utilisant du monohydrate de D-glucose comme additif. J. Technol. 51(1), 67–76. https://doi.org/10.11113/jt.v51.147 (2009).

Article Google Scholar

Idris, A. & Lee, KY L'effet d'additifs PEG de différents poids moléculaires sur les performances de la membrane de dialyse asymétrique en acétate de cellulose. J. Membre. Sci. 280, 920–927. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2006.03.010 (2006).

Article CAS Google Scholar

Kee, CM & Idris, A. Performances de perméabilité d'une membrane d'hémodialyse en acétate de cellulose de poids moléculaire différent. Sept. Purif. Technol. 75, 102–113. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2010.08.013 (2010).

Article CAS Google Scholar

Hsiao, Y.-S. et coll. Adsorbants poreux à matrice mixte d'acétate de cellulose pour une élimination efficace du p-crésol et de la créatinine du sérum synthétique. J. Taïwan. Inst. Chim. Ing. 133, 104199. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2021.104199 (2022).

Article CAS Google Scholar

Gornall, AG, Bardawill, CJ & David, MM Détermination des protéines sériques au moyen de la réaction du biuret. J. Biol. Chim. 177(2), 751–766. https://doi.org/10.1016/S0021-9258(18)57021-6 (1949).

Article CAS Google Scholar

Rouquerol, F., Rouquerol, J. & Sing, KSW Adsorption par des poudres et des solides poreux (Academic Press INC., 1999).

Google Scholar

Gregg, SJ & Sing, KSW Surface d'adsorption et porosité 2e éd. (Academic Press INC., 1982).

Google Scholar

Brunauer, S., Emmett, PH & Teller, E. Adsorption de gaz dans des couches multimoléculaires. Confiture. Chim. Soc. 60, 309 (1938).

Article ADS CAS Google Scholar

Barrett, EP, Joyner, LG & Halenda, PP La détermination du volume des pores et des distributions de surface dans les substances poreuses I. Calculs à partir des isothermes d'azote. Confiture. Chim. Soc. 73, 373 (1951).

Article CAS Google Scholar

Hult, EL, Iversen, T. & Sugiyama, J. Caractérisation de la structure supermoléculaire de la cellulose dans les fibres de pâte de bois. Cellulose 10, 103–110. https://doi.org/10.1023/A:1024080700873 (2003).

Article CAS Google Scholar

Nabili, A., Fattoum, A., Christine, M., Salon, B. & Bras, J. Synthèse de triacétate de cellulose-I à partir de cellulose de graines de dattes microfibrillées (Phoenix dactylifera L.), Elimame Elaloui1. L'Iran. Polym. J. 26, 137–147. https://doi.org/10.1007/s13726-017-0505-5 (2017).

Article CAS Google Scholar

Hu, W., Chen, S., Xu, Q. et Wang, H. Acétylation sans solvant de la cellulose bactérienne dans des conditions modérées. Carbohydre Polym. 83, 1575-1581. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2010.10.016 (2011).

Article CAS Google Scholar

Zepic, V., Poljanšek, I., Oven, P., Škapin, AS & Hancic, A. Effet du prétraitement de séchage sur l'acétylation de la cellulose nanofibrillée. BioResources 10, 8148–8167. https://doi.org/10.15376/BIORES.10.4 (2015).

Article CAS Google Scholar

Nurkhamidah, S. et al. Amélioration des propriétés et des performances de la membrane en acétate de cellulose/polyéthylène glycol (CA/PEG) avec l'ajout de dioxyde de titane (TiO2) en utilisant la méthode de revêtement de surface. Conférence Web MATEC 156, 08016. https://doi.org/10.1051/matecconf/201815608016 (2018).

Article CAS Google Scholar

Jayalakshmi, A., Kim, I.-C. & Kwon, Y.-N. Greffe d'acétate de cellulose (méthacrylate de glycidyle-g-PEG) pour la modification des membranes d'ultrafiltration AMC afin d'atténuer l'encrassement organique. RSC Adv. 5, 48290–48300. https://doi.org/10.1039/C5RA03499J (2015).

Article ADS CAS Google Scholar

Cuperus, FP & Smolders, CA Caractérisation des membranes UF Caractéristiques des membranes et techniques de caractérisation. Adv. Interface colloïdale Sci. 34, 135–173. https://doi.org/10.1016/0001-8686(91)80049-P (1991).

Article CAS Google Scholar

Singh, R. Technologie et ingénierie des membranes pour la purification de l'eau : application, conception et fonctionnement des systèmes (Butterworth-Heinemann, 2014).

Google Scholar

Jagschies, G. et al. (eds) Procédés biopharmaceutiques : développement, conception et mise en œuvre de procédés de fabrication (Elsevier, 2018). https://doi.org/10.1016/C2014-0-01092-1.

Réserver Google Scholar

Luis, P. Modélisation fondamentale des systèmes membranaires : performances des membranes et des processus. ISBN : 978-0-12-813483-2. (Elsevier Ltd, 2018). https://doi.org/10.1016/C2016-0-02489-0

Basile, A., & Nunes, SP (Eds.). Science et technologie avancées des membranes pour l'énergie durable et les applications environnementales (2011).

Aronson, JK, DPhil, MA, FRCP, MBCh.B., HonFFPM, HonFBPhS, Albumine sérique bovine. dans les effets secondaires des médicaments de Meyler, 1045-1045. 16e édition (Elsevier BV, 2016)

Jahanban-Esfahlan, A. et al. Développements récents dans la détection de l'albumine sérique bovine. Int. J. Biol. Macromol. 138, 602–617. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.07.096 (2019).

Article CAS Google Scholar

Farnebo, S., Samuelsson, A., Henriksson, J., Karlander, L.-E. & Sjöberg, F. Clairance de l'urée : Une nouvelle méthode pour enregistrer les changements locaux du flux sanguin dans le muscle squelettique du rat basée sur la microdialyse. Clin. Physiol. Fonct. Imagerie 30(1), 57–63. https://doi.org/10.1111/j.1475-097X.2009.00904.x (2010).

Article CAS Google Scholar

Carson, RC, Kiaii, M. & MacRae, JM La clairance de l'urée dans les cathéters dysfonctionnels est améliorée en inversant la position de la ligne malgré une recirculation d'accès accrue. Suis. J. rein. Dis. 45(5), 883–890. https://doi.org/10.1053/j.ajkd.2005.01.029 (2005).

Article CAS Google Scholar

Chin, AI, Sheth, V., Kim, J. & Bang, H. Estimation de la clairance résiduelle de l'urée rénale native chez les patients hémodialysés avec et sans volume d'urine sur 24 h. Rein Med. 1(6), 376–382. https://doi.org/10.1016/j.xkme.2019.08.003 (2019).

Article Google Scholar

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Division de l'environnement, Institut national d'océanographie et des pêches (NIOF), Kayet Bey, Elanfoushy, Alexandrie, Égypte

Safaa Ragab, Amany El Sikaily & Ahmed El Nemr

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La partie pratique a été dirigée par le Dr S. Ragab et le Dr AES, ils ont également rédigé le manuscrit original. Le Dr AEN a supervisé le travail expérimental et finalisé le manuscrit et l'a soumis au Journal.

Correspondance à Ahmed El Nemr.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Réimpressions et autorisations

Ragab, S., El Sikaily, A. & El Nemr, A. Fabrication d'une membrane de dialyse à partir de diacétate de cellulose de coton Giza 86 préparé en utilisant Ac2O et NiCl2 comme nouveau catalyseur. Sci Rep 13, 2276 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-29528-6

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Reçu : 20 novembre 2022

Accepté : 06 février 2023

Publié: 08 février 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-023-29528-6

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