Com o crescimento populacional, urbanização e aumento das atividades humanas, o acesso à água potável tem se tornado uma preocupação global. A contaminação da água por íons metálicos é uma das principais causas da perda da qualidade dos recursos hídricos, representando um risco para a saúde devido à sua alta toxicidade, falta de biodegradabilidade e capacidade de bioacumulação na cadeia alimentar. Metais como cádmio (Cd(II)), cromo (Cr(VI)), cobre (Cu(II)), manganês (Mn(II)), zinco (Zn(II)) e níquel (Ni(II)) são considerados elementos potencialmente tóxicos (PTE) e estão associados a várias doenças, como danos renais, pulmonares, ósseos, autoimunidade e diversos tipos de câncer.
Diante das limitações apresentadas pelos métodos tradicionais de tratamento de águas contaminadas, uma alternativa promissora é o uso da adsorção, um método simples e de baixo custo, que se baseia na acumulação de moléculas ou íons em um sólido chamado adsorvente. Adsorventes naturais, como a celulose, se destacam por serem biodegradáveis, amplamente disponíveis e por apresentarem hidroxilas na superfície, nas quais podem ser ancorados grupos químicos com elevado potencial de sorção.
Este trabalho estuda a preparação de celulose microfibrilada (MFC) a partir de resíduos de serragem de eucalipto, e a sua modificação superficial para a introdução de grupos carboxílicos pela reação com anidrido succínico, avaliando a capacidade de adsorção do produto final frente a uma solução contendo Cd(II), Cr(VI), Cu(II), Mn(II), Zn(II) e Ni(II).
Para o isolamento da celulose, as fibras de eucalipto passaram por tratamentos sequenciais com soluções básicas e oxidantes para a remoção de lignina e hemicelulose. A celulose obtida foi moída em moinho de bolas por 12h até a obtenção de MFC. Para a síntese da celulose microfibrilada modificada (MFC-m), a celulose foi reagida com anidrido succínico, promovendo uma reação de abertura de anel que introduz na superfície das microfibrilas o grupo carboxilato.
A obtenção da MFC e MFC-m foi confirmada por diversas técnicas de caracterização. Utilizou-se a microscopia eletrônica de varredura (SEM) e analisador de tamanho de partícula por laser estático para a determinação das dimensões das microfibrilas; para avaliar o comportamento térmico das amostras foi utilizada a análise termogravimétrica (TGA), e para a caracterização dos grupos químicos foi utilizada a espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR).
As amostras de MFC e MFC-m, bem como o material de partida (serragem de eucalipto), passaram por ensaios de sorção multimetais para a avaliação de sua seletividade frente a de Cd(II), Cr(VI), Cu(II), Mn(II), Zn(II) e Ni(II). As concentrações finais dos PTE foram medidas utilizando cromatografia de íons, e a partir dos resultados obtidos, observou-se um aumento substancial na sorção de cátions divalentes ao realizar a modificação superficial nas microfibrilas de celulose, tendo a amostra de MFC-m alcançado remoções de 92,6% e 97,8% para Cu(II) e Ni(II) respectivamente.
Portanto, concluiu-se que a remoção de lignina e hemicelulose da serragem de eucalipto pelos tratamentos químicos foi eficaz, como comprovado pelas análises de TGA e FTIR; o processo de moagem foi adequado para dispor o material na ordem de micrômetros, tendo MFC e MFC-m os tamanhos médios de partículas na ordem de dezenas de micrômetros; a modificação química do MFC pela reação com o anidrido succínico foi obtida com sucesso, dados os sinais característicos de carbonila de éster e grupo carboxilato presentes no FTIR do MFC-m, e a MFC-m se mostrou um adsorvente promissor para o tratamento de águas contaminadas por PTE, apresentando porcentagens de remoção acima de 90% Cu(II) e Ni(II) em ensaio multielementar.
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