Māla minerālu kompozitmateriāli kontrolētai polifenolu sorbcijai un atbrīvošanai ādas aizsarglīdzekļos

Abstract

Maģistra darba ietvaros tiks pētīta polifenolu grupu interkalācija mālu struktūrā un veikta iegūtā organokompleksa fizikāli ķīmisko īpašību izpēte inovatīvu un videi draudzīgu materiālu izstrādē bioekonomikas attīstībai. Pētījuma ietvaros izvēlēti rūpnieciski ražoti māla minerāli un smektīta tipa Latvijas un Lietuvas dabiskie mālieži, kas apstrādāti ar polifenolu savienojumiem no melnaugļu aroniju (Aronia melanocarpa L.), lielogu dzērveņu (Vaccinium macrocarpon), plūškoka (Sambucus nigra) un vīnogu (Vitis vinifera) izspiednēm. Polifenolu sorbcija uz māla minerāla pētīta atkarībā dažādiem parametriem - sorbenta iesvara, sorbāta koncentrācijas, pH. Raksturota sorbcijas kinētikas un temperatūras ietekmes. Iegūto kompozītmateriālu īpašības un pielietojums tika raksturotas ar Furjē transformācijas infrasarkanās gaismas spektroskopiju (FTIS), termogravimetrijas analīzi (TGA), skenējošo elektronmikroskopiju (SEM), rentgenstaru difraktometriju (XRD), UV caurlaidības un šūnu toksicitātes testiem. Iegūtie sorbcijas rezultāti, kā arī materiālu raksturojums apstiprināja veiksmīgu antociānu sorbciju māla minerāla struktūrā. Visaugstākā sorbcijas kapacitāte tika sasniegta, izmantojot aroniju (Aronia melanocarpa L.) antociānus pie vides pH 2-3, sorbenta ievara 0,05 g un 24° C temperatūras.

The aim of the Master’s thesis is to study polyphenol intercalation into a clay mineral structure and characterize physicochemical properties of the obtained organocomplex for use in innovative and environmentally friendly materials for bioeconomy development. In this research industrially made clay mineral and smectite type natural clay from Latvia and Lithuania will be modified with polyphenols from black chokeberry (Aronia melanocarpa L.), large cranberry (Vaccinium macrocarpon), elderberry (Sambucus nigra) un grape (Vitis vinifera) press residue is chosen. The sorption of polyphenols into a clay mineral will be studied depending on the weight of sorbent, the concentration of sorbate, pH of the environment, time and temperature. Properties of the obtained composite materials were characterised with Fourier transformation infrared spectroscopy (FTIS), thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) methods UV radiation screening and toxicity tests. The obtained sorption results, as well as material characterization methods confirmed the successful sorption of anthocyanins in the clay mineral structure. The highest sorption capacity was achieved using black chokeberry (Aronia melanocarpa L.) anthocyanins at pH 2-3, sorbent mass 0.05 g and 24°C temperature.