แจ้งเอกสารไม่ครบถ้วน, ไม่ตรงกับชื่อเรื่อง หรือมีข้อผิดพลาดเกี่ยวกับเอกสาร ติดต่อที่นี่ ==>
หากไม่มีอีเมลผู้รับให้กรอก thailis-noc@uni.net.th ติดต่อเจ้าหน้าที่เจ้าของเอกสาร กรณีเอกสารไม่ครบหรือไม่ตรง

Chemical modification of chitosan and its applications as antiscalants and antimicrobial agents for water cooling system

keyword: Chitosan
; Oxidation
; TEMPO Oxoammonium (TEMPO+)
; Ozone
; Quaternized chitosan
; Chitosan polyampholytes
; Antiscalant
; Antimicrobial agent
; Water cooling system
Abstract: Quaternized carboxymethyl chitosan (QCMC), a polyampholyte with the presence of both negative charge and positive charge on two sides of chitosan backbone, has attached vast attentions for its high potential in applications, such as water purification, drug delivery, cancer treatment, antioxidant, moisture-absorption and retention agents in cosmetic applications. However, highly toxic monochloroacetic agents, as well as hard conditions are required to produce QCMC. A promising “green” alternative method to introduce negative charges to chitosan is to directly oxidize chitosan by (2,2,6,6-tetramethyl-piperidin-1-yl)oxyl (TEMPO) in a presence of co-oxidants, such as NaOCl/NaBr, NaOCl2, or O2/laccase. Although TEMPO is well-known as effective catalyst for “green” oxidation of primary alcohols, its co-oxidants impose concerns for their impacts to the environment as well as their cost. Hence, this study aims to develop a “green”, halide-free, and cost-affordable process to prepare charged chitosan derivatives, such as quaternized chitosan (QCs), oxidized chitosan (OCs), and chitosan polyampholyte (CPAs). In addition, insights into the oxidation reaction mechanisms are investigated. Chitosan was initially grafted by glycidyl trimethyl ammonium chloride (GTMAC) in aqueous solutions at 60 °C for 24 h to obtain QCs. The quaternization degree (QD) and solubility of QCs was optimized by varying molar ratios of GTMAC and NH2 groups on chitosan. Oxoammonium cation (TEMPO+), a main oxidant formed in situ in the oxidation reaction of TEMPO and co-oxidants, was synthesized by ozone oxidation of TEMPO at 4-5 °C in 0.05M H2SO4 solution. The conversion mechanism of TEMPO to TEMPO+ was investigated by UV-Vis spectroscopy and 2D UV-Vis spectroscopy correlation analysis. The optimized conditions of TEMPO+ formation, the stoichiometry molar ratio of TEMPO+ and the consumed TEMPO under different supplied ozone contents and reaction times were determined by UV-Vis spectroscopy and iodometric titration. The quaternized chitosan with high water solubility was then oxidized by freshly prepared TEMPO+ solution at 4-5 °C, under nitrogen atmosphere. The oxidation degree (ODs) was optimized by varying TEMPO+ contents, reaction times, initial QC concentrations, and pH of the solutions. The proposed two-step TEMPO+ and one-step TEMPO/ozone oxidation were conducted in parallel with ozone/H2O2 oxidation and NaIO4 oxidation for soluble QC to compare the oxidation efficiency and the extents of side reactions. Native chitosan and ethylene glycol (EG) microwave pretreated chitosan (MW chitosan) were also oxidized by these oxidation procedures with a purpose to collect soluble fraction of the oxidized products for further applications. The charged chitosan products, with a focus on soluble fraction which is more important for the intended application in this study, were characterized by ATR-FTIR, synchrotron-based transmission FTIR, 2D FTIR correlation analysis, 1H NMR, 2D-NMR, synchrotron-based XPS, GPC, TEM, Zeta sizer, and conductivity titration. The percentage of different fractions of carboxylic acid (intra, inter-molecular hydrogen bonding, and free COOH) and carboxylate, interacted with different counter ions, were determined by quantitative FTIR spectroscopy. Quaternized chitosan is successfully prepared with different QD values of 11, 34, 92, and 153 %, depending on the molar ratio of GTMAC/NH2, in which the latter two show high solubility in water in a large range of pH. The conversion percentage of TEMPO to TEMPO+ is in a direct proportion with supplied ozone contents. The optimized conditions to synthesize TEMPO+ (70 % of conversion) from ozone oxidation of TEMPO are 1 :1 molar ratio of TEMPO/ozone, in 45 min of stirring, 0.05 M H2SO4, and at 4-5 °C. The stoichiometric molar TEMPO+/consumed TEMPO is determined as 1:1 was reached in the first two min of reaction, and remained for over four h of reaction, indicating an effectiveness of ozone as an oxidizing agent for TEMPO. CPAs structure are found in the form of polymeric particles due to the self-folding and self-assembly depending on the oxidation degree. The optimized conditions for oxidation reaction are observed at 1.25 mmol/g of TEMPO+ content, 60 min of reaction time, 15 mg/mL of initial QC, and pH 3-4 or pH=6-7, at 4-5 °C, under nitrogen atmosphere, which give up to 100 % of oxidation degree determined by conductivity titration. In the oxidation of NaIO4 and ozone/H2O2, a higher depolymerization and formation of hemiacetals are found in parallel with higher free carboxylate contents, implying lower contents of self-folding structures of CPAs. Different charged-induced chitosan (QC and CPAs) were then applied as scale inhibitors for CaCO3 and silica, and as antibacterial agents for Escherichia coli ATCC 25922 and Staphylococcus aureus ATCC 6538. The results show that the performances of CPAs are higher than the current commercial ones, in terms of weight inhibition at the same dosage of 20 ppm. The scale crystallites form in a presence of CPAs tends to be adherent together due to the predominant mechanism of charge neutralization, leading to flocculation of the scale crystals. Similar to blank sample, calcite and aragonite are two morphology types found in the samples with CPAs, but with more distortion of crystals compared to blank sample and the extent of distortion enhanced by increasing CPAs concentration. CPAs at a 40 ppm dosage show higher performance in maintaining highly soluble silica in solution after 48 h, which is dropped from 500 ppm initial concentration to 300 ppm after 24 h and likely unchanged up to 48 h. The performance is comparable to dendrimer polyaminoamines generation 1 and 2, common commercial anti-colloidal silica agents. Additionally, CPAs are found as effective antibacterial agents for both E. coli and S. aureus in which the second one is more sensitive with CPAs. The performance of minimum concentrations of CPAs for effects on E. coli and S. aureus are 7.81 and 15.63 ppm, respectively, which is comparable with 1.95 ppm of commercial biocide isothiazolone
Thammasat University. Thammasat University Library
Address: BANGKOK
Email: preserv@tu.ac.th
Role: advisor
Created: 2020
Modified: 2022-11-07
Issued: 2022-11-07
วิทยานิพนธ์/Thesis
application/pdf
eng
©copyrights Thammasat University
RightsAccess:
ลำดับที่.ชื่อแฟ้มข้อมูล ขนาดแฟ้มข้อมูลจำนวนเข้าถึง วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1 9281le.pdf 8 MB2 2024-12-15 12:26:33
ใช้เวลา
0.037308 วินาที

Le, Tu Phuong Pham
Title Contributor Type
Chemical modification of chitosan and its applications as antiscalants and antimicrobial agents for water cooling system
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Le, Tu Phuong Pham
Pakorn Opaprakasit
วิทยานิพนธ์/Thesis
Pakorn Opaprakasit
Title Creator Type and Date Create
Synthesis and characterizations of poly(l-lactic acid-co-ethylene glycol) block copolymers and their application in property modification of epoxidized natural rubber
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Alice Sharp;Pakorn Opaprakasit
Thai, Hien Nguyen
วิทยานิพนธ์/Thesis
Chitosan coated alumina as Cr(VI) removal materials
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Pitak Laoratanakul
Sittiwat Kitsatienkun
วิทยานิพนธ์/Thesis
Preparation and characterization of controlled-release materials for urea fertilizer from copolyester and its blends
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Atitsa Petchsuk
Auttapol Kordach
วิทยานิพนธ์/Thesis
Synthesis and characterization of pla-based aliphatic-aromatic copolyesters : effect of diols
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Atitsa Petchsuk
Montree Namkajorn
วิทยานิพนธ์/Thesis
Synthesis and characterizations of degradable poly (ethylene terephthalate-co-lactic acid) and its blends
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Atitsa Petchsuk
Paranee Sriromreun
วิทยานิพนธ์/Thesis
Preparation of superhydrophobic nanofibers from polylactide (PLA) employing various hydroxyl-containing templates
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Paiboon Sreearunothai
Eang, Chorney
วิทยานิพนธ์/Thesis
The development of paper with hydrophobic surface for release liner application
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit
Attachai Sriwattana
วิทยานิพนธ์/Thesis
Performance of magnetic-modified sludge adsorbent for removal of chromate in aqueous solution
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit
Attajaree Smata
วิทยานิพนธ์/Thesis
Electrospun nanofibers of polylactide (pla)/polyglutamic acid (?-pga) blends and their use as ammonia detecting kits in intelligent meat packaging
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Atitsa Petchsuk
Sdok, Soksreymeng
วิทยานิพนธ์/Thesis
Chemical recycling of degradable polylactic acid employing alcoholysis reaction by glycerol
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit
Suwanit Koonawat
วิทยานิพนธ์/Thesis
Curable poly(lactic acid) copolymers microbeads and its use in cosmetic application
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit
Kamonchanok Thananukul
วิทยานิพนธ์/Thesis
Development of poly(lactide-co-acrylamide) copolymers for use in environmental and biomedical applications
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit
Rahman, Mijanur
วิทยานิพนธ์/Thesis
Preparation of nanofibers of TiO2-loaded polylactide based blends for use in environmental and agricultural applications
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit
Bunthoeun Nim
วิทยานิพนธ์/Thesis
Development of glycolysis process for chemical recycling of polylactic acid employing Fe3O4 nanoparticle catalyst and microwave irradiation
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit
Apinon Jaikaew
วิทยานิพนธ์/Thesis
Development of poly(methyl methacrylate) products with superhydrophobic surfaces
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit
Nithiwit Sriprasert
วิทยานิพนธ์/Thesis
Development of hyper-branched polylactide and preparation of silica/polylactide biocomposites for use in packaging application
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit
Narisara Jaikaew
วิทยานิพนธ์/Thesis
Efficiency enhancement of chemical recycling process of degradable polylactic acid by employing microwave and magnetic nanoparticle catalyst
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Atitsa Petchsuk
Therakanya Sripho
วิทยานิพนธ์/Thesis
Development of PLA-based composites employing cellulose nanocrystals extracted from rice bran waste
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Kittiwut Kasemwong
Witita Laosamathikul
วิทยานิพนธ์/Thesis
Magnetic nanoparticles for removal of free fatty acid from vegetable and biodiesel oils
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Paiboon Sreearunothai;Pakorn Opaprakasit
Ritwan Masae
วิทยานิพนธ์/Thesis
Bio-based composite materials from polylactide/microcrystalline cellulose from rice bran residue and its used as transdermal patch by electrospinning technique
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit
Supatsorn Chupong
วิทยานิพนธ์/Thesis
Chemical modification of chitosan and its applications as antiscalants and antimicrobial agents for water cooling system
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit
Le, Tu Phuong Pham
วิทยานิพนธ์/Thesis
Fabrication of functional materials derived from poly(lactic acid) biopolymer composited with metal-organic frameworks (MOFs)
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Chalita Ratanatawanate
Jirawan Jindakaew
วิทยานิพนธ์/Thesis
Preparation and characterization of chitosan-activated carbon-poly(vinyl alcohol) composite films for controlled release of naphthalne-1-yl-acetic acid
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Egashira, Ryuichi
Pimpaka Chanchettanadi
วิทยานิพนธ์/Thesis
Microwave-assited alcoholysis of polylactide and its applications
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit
Nim, Bunthoeun
วิทยานิพนธ์/Thesis
Toughening of polylactide by a blending process and enhancement of their products super-hydrophobicity
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Atitsa Petchsuk
Thipparat Dulnimit
วิทยานิพนธ์/Thesis
Improvement of superhydrophobic property of materials by using oil-in-water emulsion of alkyl ketene dimer
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Chariya Kaewsaneha;Pakorn Opaprakasit
Roeurn, Bunla
วิทยานิพนธ์/Thesis
Low-density polyethylene (LDPE) films with superhydrophobic and antimicrobial surfaces for smart greenhouse applications
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit
Ren, Narath
วิทยานิพนธ์/Thesis
Electrospun nanofibers of polylactide (PLA) stereocomplex with super-hydrophobic surfaces for potential use in facial mask and biomedical applications
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Atitsa Petchsuk
Pattara Somnuake
วิทยานิพนธ์/Thesis
Development of toughened PLA filaments by blending with alcoholized PLA-cured epoxidized natural rubber for 3D-printing application
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Atitsa Petchsuk
Pisit Srisuk
วิทยานิพนธ์/Thesis
Eumelanin encapsulated polymeric particles using poly(D-lactide-CO-caprolactone) block copolymers and their stereocomplex
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit
Putri, Oceu Dwi
วิทยานิพนธ์/Thesis
Environmental and economic assessment of carbon capture and utilization at coal-fired power plant in Thailand
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Seksan Papong
Win, Shwe Yi
วิทยานิพนธ์/Thesis
Assessment of land use impacts on net primary production of the central region in Thailand
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Seksan Papong
Piyaphat Komollit
วิทยานิพนธ์/Thesis
Lignin/zinc oxide nanoparticles for use as UV-resistant and antioxidant agents for bio-plastic composites
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit
Kannika Pleejaroen
วิทยานิพนธ์/Thesis
Synthesis and performance of bio-based antiscalant derived from poly (itaconic acid)
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Atitsa Petchsuk
Chakriya Kong
วิทยานิพนธ์/Thesis
Development of supported non-noble metal catalysts for conversion of bio-lipids into biofuels/biochemicals
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Kajornsak Faungnawakij
Nataphon Meeboonanake
วิทยานิพนธ์/Thesis
Highly-efficient heterogeneous catalysts for hydroisomerization of hexadecane
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Kajornsak Faungnawakij
Satienpong Pannawatwisut
วิทยานิพนธ์/Thesis
Fabrication of functional micro-/nano-particles from biodegradable polymers and their use in cosmetic and biomedical applications
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit
Kamonchanok Thananukul
วิทยานิพนธ์/Thesis
Polylactide bio-composites for smart agricultural applications
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit
Narisara Jaikaew
วิทยานิพนธ์/Thesis
Molecularly imprinted polymer-based biosensor on microneedles for monitoring of glucose and creatinine
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Matsumura, Kazuaki
Harit Pitakjakpipop
วิทยานิพนธ์/Thesis
Improving thermostability of bromelain via immobilization onto clay-carboxymethylcellulose composites for aquafeed application
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Panida Prompinit
Kanlayanit Pimcharoen
วิทยานิพนธ์/Thesis
Optimization of the supercritical carbon dioxide foaming process for biodegradable polylactide using response surface methodology
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit
Yudanto, Yusuf Arya
วิทยานิพนธ์/Thesis
Preparation and characterization of multifunctional composite scaffolds of polylactic acid/modified graphene for tissue engineering applications
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Pakorn Opaprakasit;Adisorn Tuantranont
Worathep Khimlek
วิทยานิพนธ์/Thesis
Copyright 2000 - 2025 ThaiLIS Digital Collection Working Group. All rights reserved.
ThaiLIS is Thailand Library Integrated System
สนับสนุนโดย สำนักงานบริหารเทคโนโลยีสารสนเทศเพื่อพัฒนาการศึกษา
กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม
328 ถ.ศรีอยุธยา แขวง ทุ่งพญาไท เขต ราชเทวี กรุงเทพ 10400 โทร. โทร. 02-232-4000
กำลัง ออน์ไลน์
ภายในเครือข่าย ThaiLIS จำนวน 95
ภายนอกเครือข่าย ThaiLIS จำนวน 3,022
รวม 3,117 คน

More info..
นอก ThaiLIS = 68,789 ครั้ง
มหาวิทยาลัยสังกัดทบวงเดิม = 678 ครั้ง
มหาวิทยาลัยราชภัฏ = 293 ครั้ง
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคล = 43 ครั้ง
สถาบันพระบรมราชชนก = 23 ครั้ง
มหาวิทยาลัยเอกชน = 18 ครั้ง
มหาวิทยาลัยการกีฬาแห่งชาติ = 3 ครั้ง
หน่วยงานอื่น = 2 ครั้ง
รวม 69,849 ครั้ง
Database server :
Version 2.5 Last update 1-06-2018
Power By SUSE PHP MySQL IndexData Mambo Bootstrap
มีปัญหาในการใช้งานติดต่อผ่านระบบ UniNetHelp


Server : 8.199.134
Client : Not ThaiLIS Member
From IP : 216.73.216.149