[en] SYNTHESIS, FUNCTIONALIZATION AND CHARACTERIZATION OF NANOCELLULOSE AND STUDY OF ITS APPLICATION IN ADSORPTION OF METALLIC CATIONS

[pt] SÍNTESE, FUNCIONALIZAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE NANOCELULOSE E ESTUDO DA SUA APLICAÇÃO NA ADSORÇÃO DE CÁTIONS METÁLICOS

[pt] WANDERSON FERREIRA BRAZ

[pt] CELULOSE

[pt] ACIDO CITRICO

[pt] HIDROLISE ACIDA

[pt] NANOCELULOSE

[pt] ADSORCAO

[en] PULP

[en] CITRIC ACID

[en] ACID HYDROLYSIS

[en] NANO-CELLULOSE

[en] ADSORPTION

[pt] A celulose é um biopolímero abundante, renovável e altamente biodegradável com produção no Brasil de aproximadamente 20 milhões de toneladas em 2017. A obtenção de nanocelulose a partir de diversas fontes e sua utilização em uma variedade de aplicações tem sido objeto de uma grande quantidade de pesquisas, visto suas propriedades diferenciadas e possibilidade de modificações, a partir de reações com outras substâncias orgânicas e inorgânicas. Entre as potenciais aplicações que a nanocelulose apresenta está o tratamento de água e efluentes, por processos como separação por membranas, troca iônica e adsorção. O principal processo de obtenção de nano cristais de celulose é a hidrólise ácida da região amorfa, restando em sua maior parte as regiões cristalinas. Os procedimentos mais aplicados para a produção de nano cristais de celulose consistem na reação de material celulósico puro com ácidos fortes com temperatura, agitação e tempo controlados. A nanocelulose cristalina (CNC) foi obtida através de hidrólise ácida com ácido sulfúrico (40 por cento) e então modificada com ácido cítrico (1,2M), CNC-Mod, para posterior caracterização e ensaio de adsorção de cátions metálicos. As amostras produzidas foram caracterizadas por técnicas como MEV-EDS, AFM, DRX, FTIR e TGA. Soluções de nitrato de cobalto (Co(NO3)2), cloreto de sódio (NaCl) e cloreto de mercúrio (HgCl2) foram colocadas em contato com amostras de celulose, CNC e CNC-Mod por um tempo máximo de 3h sendo o sólido e o sobrenadante separados. As amostras sólidas obtidas no processo de adsorção foram então submetidas a análises como DRX, MEV-EDS e TGA. Enquanto os sobrenadantes foram analisados por ICP-OES, os resultados indicam a ocorrência de adsorção para todas as amostras e cátions metálicos.

[en] Cellulose is an abundant, renewable and highly biodegradable biopolymer with production in Brazil of approximately 20 million tons in 2017. Obtaining nano-cellulose from different sources and using it in a variety of applications has been the subject of a great amount of research, given its differentiated properties and the possibility of modifications, based on reactions with other organic and inorganic substances. Among the potential applications that nanocellulose presents is the water and wastewater treatment, by processes such as membrane separation, ion exchange and adsorption. The main process for obtaining cellulose nanocrystals is the acid hydrolysis of the amorphous region, remaining more crystalline regions. The most applied production procedures for cellulose nanocrystals consist of the reaction of pure cellulosic material with strong acids with controlled temperature, stirring and time. The crystalline nano-cellulose (CNC) was obtained through acid hydrolysis with sulfuric acid (40 percent) and then modified with citric acid (1.2M), CNC-Mod, for further characterization and adsorption test of metal cations. The samples produced were characterized by techniques such as STEM-EDS, AFM, XRD, FTIR and TGA. Cobalt nitrate (Co(NO3)2), Sodium chloride (NaCl) and mercury chloride (HgCl2) solutions were placed in contact with cellulose, CNC and CNC-Mod samples for a maximum of 3 hours, then having the solid and supernatant separated. The solid samples obtained in the adsorption process were then subjected to analyzes such as XRD, STEM-EDS and TGA. While the supernatants were analyzed by ICP-OES and the results indicates the occurrence of adsorption for all samples and metallic cations.

ROGERIO NAVARRO CORREIA DE SIQUEIRA

OMAR GINOBLE PANDOLI

ROGERIO NAVARRO CORREIA DE SIQUEIRA

FRANCISCO JOSE MOURA

JOSE BRANT DE CAMPOS

OMAR GINOBLE PANDOLI

2021-01-04

2020-04-16

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PORTUGUÊS

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.51100