MEMBRANAS POROSAS BIODEGRADÁVEIS CONTENDO MICRO E NANO CELULOSES MODIFICADAS PARA REMOÇÃO DE ÍONS METÁLICOS EM ÁGUAS CONTAMINADAS
A presença de contaminantes metálicos em água de consumo humano configura um sério problema ambiental e de saúde pública, dada a alta toxicidade, não biodegradabilidade e potencial de bioacumulação destes contaminantes nos seres vivos. Enquanto os métodos tradicionais de tratamento de água se mostram insuficientes para a remoção de pequenas quantidades de metais potencialmente tóxicos de maneira satisfatória, membranas porosas biodegradáveis contendo aditivos adsorventes se destacam como possíveis materiais para o emprego na remoção de contaminantes metálicos. Este trabalho apresenta os resultados do desenvolvimento de membranas porosas compósitas biodegradáveis com matrizes de PBAT e hidrogel de celulose contendo como fase dispersa micro e nano estruturas de celulose modificadas quimicamente para a remoção de metais potencialmente tóxicos de água, com foco em íons divalentes de cádmio e zinco. As membranas compósitas com matriz de PBAT foram produzidas pelo método do air-brushing contendo MCC-m como fase dispersa nos teores de 1, 3 e 5%, em massa, formando compósitos do tipo layer-by-layer. As membranas compósitas All Cellulose Composites (ACC) com matriz de hidrogel de celulose foram preparadas por casting, contendo MCC-m e NCC-m nos teores de 5, 10, 20, 50 e 100% em massa. Para o preparo dos aditivos adsorventes utilizados como fase dispersa nas membranas, celulose microcristalina (MCC) e celulose nanocristalina (NCC) foram modificadas pela reação com anidrido succínico para a inserção de grupos carboxilato na superfície dos materiais (MCC-m e NCC-m). As modificações da celulose foram comprovadas por 13C RMN e FTIR, e estudos de sorção demonstraram um aumento substancial nas capacidades de sorção de MCC-m e NCC-m em comparação às formas não modificadas. Ambas NCC-m e MCC-m apresentaram afinidades superiores para Cd2+ e Zn2+ em relação aos demais íons avaliados (Ni2+ e Mn2+) e tiveram o pH 7 como pH ótimo de sorção. As membranas compósitas com matriz de PBAT demostraram incompatibilidade frente às fases dispersas, sendo enfrentadas adversidades no preparo destes materiais, os quais, mesmo nas melhores formulações, apresentaram resultados insatisfatórios de sorção. Em contrapartida, as membranas ACC com matriz de hidrogel de celulose contendo MCC-m e NCC-m apresentaram desempenhos muito superiores aos observados pelas membranas compósitas de PBAT, apresentando remoções de até 94, 84, 80 e 45% de Zn2+, Cd2+, Ni2+ e Mn2+ respectivamente em ensaios multielementares na melhor formulação obtida, demonstrando o potencial destes materiais para a atuação no tratamento de águas contaminadas.