Geração de nanowhiskers de celulose derivados da casca do fruto da pachira aquatica aubl. Pela ação do Hidróxido de sódio – desempenho termocinético, Caracterização e aplicação

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dc.contributor.advisorVirgens, Cesário Francisco das
dc.contributor.authorRamos, Jessica dos Santos
dc.contributor.refereePereira, Natan Silva
dc.contributor.refereeMartins, André Rosa
dc.date.accessioned2025-05-08T19:41:29Z
dc.date.available2025-05-08T19:41:29Z
dc.date.issued2024-04-24
dc.description.abstractOs nanowhiskers de celulose (NWC) são nanocristais de celulose que possuem diversas características físico-químicas que os permitem ser utilizados em aplicações distintas. Deste modo, os nanowhiskers de celulose vêm sendo empregados na descontaminação de óleos, corantes têxteis, elementos potencialmente tóxicos, entre outros. A sua excelente área superficial específica permite o uso como suporte para catalisadores e a grande estabilidade térmica possibilita o empregado como reforço para biopolímeros. Assim, este trabalho tem como objetivo a síntese de nanowhiskers de celulose da casca do fruto da espécie Pachira aquatica Aubl, avaliando a influência da concentração da solução de NaOH (2%, 4%, 10%, 15% e 20%) na geração dos nanowhiskers, que foram caracterizadas por Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia Raman, Difração de Raios – X (DRX), Termogravimetria (TG/DTG/DTA), Colorimetria Diferencial Exploratória (DSC) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). As caracterizações comprovam a presença da celulose. O DRX indica elevados índice de cristalinidade e a presença da celulose tipo I beta nas amostras tratadas com a base até a concentração de 10%, enquanto há celulose tipo II nas amostras tratadas com concentrações de NaOH superiores. Todos nanowhiskers de celulose gerados foram avaliados através de um estudo cinético, empregando os métodos de Flynn-Wall- Ozawa (FWO), Friedman e Modelo de Energia de Ativação Distribuída (DAEM). Os nanowhiskers de celulose foram empregues como reforço para bioplásticos a base de ácido polilático – PLA e foi constatado o aumento da estabilidade térmica nos compósitos (NWC+PLA). Os nanowhiskers de celulose, foram avaliados em um processo de degradação rápida de corantes, que envolveu a adsorção prévia do corante, seguida de uma reação de degradação. Os nanowhiskers conseguiram adsorver até 100% do corante da solução, demostrando boa capacidade em comparação com biomassa de origem. A degradação do corante ocorreu através de uma reação entre o nitrato de prata (AgNO3) e o borohidreto de sódio (NaBH4) gerando o catalisador de prata in situ que descolore o corante sobre a superfície dos adsorventes. A reação de degradação conseguiu descolorir até 86,54% do corante sobre os adsorventes com recuperação de massa de até 90%. Portanto, obter nanowhiskers de celulose torna-se uma síntese eficiente e ganham destaquem, pois são oriundos de uma fonte natural, sustentável, biodegradável e de baixo custo e podem ser empregados para reduzir os impactos ambientais.
dc.description.abstract2Cellulose nanowhiskers (NWC) are cellulose nanocrystals that have several physicochemical characteristics that allow them to be used in different applications. In this way, cellulose nanowhiskers have been used to decontaminate oils, textile dyes, potentially toxic elements, among others. Its excellent specific surface area allows it to be used as a support for catalysts and its great thermal stability allows it to be used as a reinforcement for biopolymers. Thus, this work aims to synthesize cellulose nanowhiskers from the fruit peel of the Pachira aquatica Aubl species, evaluating the influence of the concentration of the NaOH solution (2%, 4%, 10%, 15% and 20%) on the generation of the nanowhiskers, which were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Raman Spectroscopy, X-ray Diffraction (XRD), Thermogravimetry (TG/DTG/DTA), Exploratory Differential Colorimetry (DSC) and Scanning Electron Microscopy (ME V). The characterizations prove the presence of cellulose. The XRD indicates a high crystallinity index and the presence of cellulose type I beta in samples treated with the base up to a concentration of 10%, while there is cellulose type II in samples treated with higher concentrations of NaOH. All cellulose nanowhiskers generated were evaluated through a kinetic study, employing the Flynn-Wall-Ozawa (FWO), Friedman and Distributed Activation Energy Model (DAEM) methods. Cellulose nanowhiskers were used as reinforcement for bioplastics based on polylactic acid – PLA and an increase in thermal stability in the composites (NWC+PLA) was observed. Cellulose nanowhiskers were evaluated in a rapid dye degradation process, which involved prior adsorption of the dye, followed by a degradation reaction. The nanowhiskers were able to adsorb up to 100% of the dye from the solution, demonstrating good capacity compared to original biomass. Dye degradation occurred through a reaction between silver nitrate (AgNO3) and sodium borohydride (NaBH4), generating the silver catalyst in situ that discolors the dye on the surface of the adsorbents. The degradation reaction managed to decolorize up to 86.54% of the dye on the adsorbents with mass recovery of up to 90%. Therefore, obtaining cellulose nanowhiskers becomes an efficient synthesis and stands out, as they come from a natural, sustainable, biodegradable and low-cost source and can be used to reduce environmental impacts. Keywords: cellulose nanowhiskers; Pachira aquatic Aubl; PLA; catalytic degradation; kinetic study.
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.citationRAMOS, Jéssica dos Santos. Geração de nanowhiskers de celulose derivados da Casca do fruto da Pachira Aquatica Aubl. pela ação do Hidróxido de sódio – desempenho termocinético, caracterização e aplicação. Orientador: Cesário Francisco das Virgens. 2024. 156f. Dissertação (Mestrado em Química Aplicada ) - Departamento de Ciências Exatas e da Terra, Universidade do Estado da Bahia, Salvador, 2024.
dc.identifier.urihttps://saberaberto.uneb.br/handle/20.500.11896/8374
dc.identifier2.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9087857134101484
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Estadual da Bahia
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química Aplicada(PGQA)
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.rights2Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.subject.keywordsNanowhiskers
dc.subject.keywordsPachira aquatica Aubl
dc.subject.keywordsPLA
dc.subject.keywordsdegradação catalítica
dc.subject.keywordsestudo cinético
dc.titleGeração de nanowhiskers de celulose derivados da casca do fruto da pachira aquatica aubl. Pela ação do Hidróxido de sódio – desempenho termocinético, Caracterização e aplicação
dc.title.alternativeGeneration of Cellulose Nanowhiskers Derived from the Fruit Peel of Pachira aquatica Aubl. by Sodium Hydroxide Treatment – Thermokinetic Performance, Characterization, and Application
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesis
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