Publicação: Experiências durante a graduação: Estágio supervisionado na empresa TRIMED Medicina Diagnóstica e desenvolvimento do projeto: “Preparação, caracterização e aplicação de monolitos a partir da mistura de acetato de celulose/acetato butirato de celulose na remoção do agrotóxico atrazina”
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA
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Orientador
Coorientador
Ferreira, Marcos Vinícius
Resumo
Monolitos produzidos a partir de derivados celulósicos são materiais que são moldados em peça
única que geralmente apresentam elevada área superficial devido à presença de mesoporos,
microporos e uma rede hierarquicamente macroporosa interconectada tridimensionalmente.
Estes materiais são promissores para aplicações ambientais e industriais como suportes para
imobilização de enzimas e adsorvente em processo de separação. Neste trabalho foram
produzidos monolitos a partir da mistura dos polímeros acetato de celulose (AC) e acetato
butirato de celulose (ABC), com a adição de diferentes não solventes (NS) para formação de
monolitos porosos através do método de separação de fase induzida por solvente impactada
termicamente e pela aplicação da técnica de impressão molecular de molécula molde para
melhorar o desempenho do monolito na remoção do contaminante atrazina. A mistura
polimérica adequada para formação do monolito tem a proporção de 3:1 (m/m) de AC para
ABC em uma concentração de 15 % (m/m) para as soluções poliméricas. Diversos monolitos
foram produzidos com a mistura polimérica com a adição dos NS água, butanol, hexanol e
octanol separadamente, a 70 °C. Para impressão molecular, foram preparados monolitos com a
adição de atrazina na forma de solução à mistura polimérica empregando os NS octanol,
hexanol e butanol, nas temperaturas de 50 e 70 °C. As técnicas de caracterização empregadas
incluíram espectroscopia de absorção na região do infravermelho, microscopia eletrônica de
varredura (MEV), análise de área superficial específica e porosidade (ASAP), análise
termogravimétrica e calorimetria exploratória diferencial. As bandas em 1643, 1459 e
2820 cm-1 confirmaram a formação das blendas poliméricas, os resultados de MEV e ASAP,
revelaram que os monolitos apresentam morfologias porosas distintas conforme o tipo de NS
utilizado impactada pela temperatura utilizada. Todos os monolitos foram submetidos em um
processo de remoção do herbicida atrazina, com exceção ao monolito com NS água devido a
formação de uma estrutura densa e compactada. Para os demais monolitos, a porcentagem
média de remoção foi 50,91 %, no qual tais resultados sugerem que a presença do ABC
influenciou diretamente na adsorção do analito, uma vez que o monolito referência produzido
com AC obteve uma remoção de 18,64 %. Em destaque, os resultados mostram a efetiva
formação das blendas poliméricas, cuja modulação de hidrofilicidade influenciou diretamente
o desempenho do processo de adsorção.
Abstract
Monoliths produced from cellulosic derivatives are materials molded as a single piece that
typically exhibit a high surface area due to the presence of mesopores, micropores, and a
hierarchically interconnected three-dimensional macroporous network. These materials are
promising for environmental and industrial applications, such as supports for enzyme
immobilization and adsorbents in separation processes. In this work, monoliths were produced
from a mixture of cellulose acetate (CA) and cellulose acetate butyrate (CAB) polymers, with
the addition of different nonsolvents (NS) for the formation of porous monoliths through the
thermally induced solvent phase separation method and by applying the molecular imprinting
technique using a template molecule to enhance the monolith’s performance in removing the
contaminant atrazine. The appropriate polymeric mixture for monolith formation has a ratio of
3:1 (w/w) of CA to CAB at a concentration of 15% (w/w) for the polymeric solutions. Various
monoliths were produced with the polymeric mixture by adding the NS water, butanol, hexanol,
and octanol separately, at 70 °C. For molecular imprinting, monoliths were prepared with the
addition of atrazine as a solution to the polymeric mixture using the NS octanol, hexanol, and
butanol at temperatures of 50 and 70 °C. The characterization techniques employed included
infrared absorption spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), specific surface area
and porosity analysis (ASAP), thermogravimetric analysis, and differential scanning
calorimetry. The bands at 1643, 1459, and 2820 cm⁻¹ confirmed the formation of the polymer
blends. The SEM and ASAP results revealed that the monoliths exhibit distinct porous
morphologies depending on the type of NS used and the temperature applied. All monoliths,
except the one with NS water due to the formation of a dense and compact structure, were
subjected to a process for removing the herbicide atrazine. For the other monoliths, the average
removal percentage was 50.91%, suggesting that the presence of CAB directly influenced the
adsorption of the analyte, as the reference monolith produced with CA achieved a removal of
18.64%. Notably, the results demonstrate the effective formation of the polymer blends, whose
hydrophilicity modulation directly influenced the adsorption process's performance.
Palavras-chave
Monolitos poliméricos, Polymeric monoliths, Acetato de celulose, Cellulose acetate, Acetato butirato de celulose, Cellulose acetate butyrate, Blendas poliméricas, Polymeric blends, Impressão molecular, Molecular imprinting
Citação
SILVA, Brenda Fagundes. Experiências durante a graduação: Estágio supervisionado na empresa TRIMED Medicina Diagnóstica e desenvolvimento do projeto: “Preparação, caracterização e aplicação de monolitos a partir da mistura de acetato de celulose/acetato butirato de celulose na remoção do agrotóxico atrazina”. 2024. 71 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Ituiutaba, 2025.
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