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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Derivatização química e caracterização de uma lignina do bagaço da cana de açúcar
Author: Souza, Cristiano Soares de
First Advisor: Ruggiero, Reinaldo
Summary: Neste trabalho a lignina resultante da hidrolise do bagaço de cana de açúcar, denominada Dedini Hidrolise Rápida (DHR) foi quimicamente modificada para produzir novos materiais. A reação feita com o monocloroacetato de sódio resultou em um polieletrólito aniônico denominado Carboximetil Lignina de Sódio (CML-Na) extremamente solúvel em água em pH acima de 5,5. O grau de substituição (GS) obtido por Titulação Complexiométrica se situou entre 0,42 e 0,49 tendo como base a unidade p-hidróxifenil da lignina. Uma forma ácida e insolúvel em água desta molécula foi também obtida (CML-H). O polieletrólito CML-Na ao reagir com o íon neodímio em solução aquosa de Nd(NO3)3 formou um complexo insolúvel em água (CML-Nd). Estudos espectroscópicos (UV/Visível, IR, Fluorescência) deste material mostraram a incorporação do metal na matriz polimérica e propriedades que possibilitam sua utilização em dispositivos fotônicos. A presença da banda de neodímio em 880nm referente à transição eletrônica 4I9/2 → 4F3/2 é importante pela seletividade deste no complexo metálico de lignina. Um estudo para avaliar a agregação do polieletrólito foi feito pela determinação da Concentração de Agregação Crítica (CAC) usando o pireno como sonda fluorescente. O valor medido foi 1,4 x 10-2 g.dm-3. O uso deste material como estabilizante de suspensão de alumina na produção de materiais cerâmicos e, no seqüestro de metais na purificação de água, estão entre algumas de suas possíveis aplicações. A análise térmica DSC (Calorimetria Diferencial de Varredura) mostrou uma diminuição na temperatura de degradação de 395ºC para 330ºC quando a lignina foi transformada no polieletrólito CML-Na e, sua exotérma passou para 270ºC quando complexada com o íon neodímio. Quando comparados os calores de degradação da lignina pura e do polieletrólito CML-Na não observamos grandes diferenças. Mas ao contrário pode-se observar um aumento significativo quando o metal sódio foi substituído pelo neodímio.
Abstract: Lignin obtained hydrolyzing sugar cane bagasse using DHR treatment (Dedini s Rapid Hydrolysis) was chemically modified with the aim to produce new materials. The reaction performed with sodium monochloroacetate results in an anionic polyelectrolyte (CML-Na) soluble in water at pH > 5.5. The degree of substitution measured by compleximetric titration ranged from 0.42 to 0.49 based on the lignin p-hydroxyphenyl unit. Doped with neodymium ion, from aqueous solution of Nd(NO3)3, generates the complex water insoluble CML -Nd. UV/Visible, IR and fluorescence spectroscopic investigation of these materials proved the incorporation of the rare earth metal as well as properties which support the possibilities of its use in photonic devices. The existence of a band at 880nm due to Neodymium electronic transition 4I9/2 → 4F3/2 permits the selective lignin metal complex excitation. The polyelectrolyte properties were investigated determining the Critical Aggregation Concentration (CAC) using pyrene as a probe. The value 14 x10-3 g dm-3, corresponding to a CMC of approximately 22 atoms of carbon in a linear polyelectrolyte, was obtained. Use of this material such as stabilizing aqueous alumina suspension in ceramic industries and to complex heavy metal ions to clean water is some important applications. Differential Scanning Calorimetry (DSC) showed a decrease from 395o C to 330o C when lignin reacts to produce the sodium polyelectrolyte, and to 270o C when doped with the Nd3+. The heat liberate doesn t change significantly comparing the degradation of pure lignin and sodium polyelectrolyte. However, an intense increase occurs when one changes to neodymium containing form.
Keywords: Lignina
Hidrólise
Calorimetria exploratória diferencial e cana-de-açúcar
Lignin
Hydrolyzing
Differential scanning calorimetry and sugar cane
Físico-química
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Language: por
Country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Institution Acronym: UFU
Department: Ciências Exatas e da Terra
Program: Programa de Pós-graduação em Química
Quote: SOUZA, Cristiano Soares de. Derivatização química e caracterização de uma lignina do bagaço da cana de açúcar. 2006. 92 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2006.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17382
Date of defense: 2-Jun-2006
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