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Nanocompósitos magnéticos à base de zeólita obtida a partir da casca de arroz para adsorção de polifenóis da indústria do vinho
dc.contributor.author | Neves, Tainara Ramos | |
dc.date.accessioned | 2024-08-13T14:09:54Z | |
dc.date.available | 2024-08-13T14:09:54Z | |
dc.date.issued | 2023-12-22 | |
dc.identifier.citation | NEVES, Tainara Ramos. Nanocompósitos magnéticos à base de zeólita obtida a partir da casca de arroz para adsorção de polifenóis da indústria do vinho. 2023. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/20356. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/20356 | |
dc.description.abstract | In recent years, the wine sector has presented considerable growth, resulting in increased production and, consequently, an increase in the effluents generated during winemaking. Polyphenols stand out among the components present in these effluents due to their analgesic, antimicrobial, and antioxidant properties. However, they can become contaminants in high concentrations. Given this scenario, it is necessary to develop effective methods for recovering these substances and water reuse, emphasizing the adsorption process that permits the reuse of the adsorbed compounds. This project uses rice husks, an agribusiness waste, to obtain zeolite-based magnetic nanocomposites for chlorogenic acid (CGA) adsorption. The synthetic faujasite (FAU) zeolite was initially synthesized and modified with silane agents to optimize the interactions with the polyphenols during the adsorption process with the zeolite nanocomposites obtained from the rice husks. The adsorption tests were carried out using FAU nanostructures silanized with (3-aminopropyl) triethoxysilane (APTES), trimethylchlorosilane (TMCS), and a combination of both under mechanical agitation for 24 h. FAU:APTES:TMCS stood out, showing better performance in the adsorption of ACG (20 mg L-1) compared to FAU without functionalization, achieving removal percentages of 12.78% and 67.80% for FAU and FAU:APTES:TMCS, respectively. The zeolite optimization, using high-purity silica extracted from rice husks, was carried out by investigating the hydrothermal synthesis time to obtain the FAU phase. The FAU phase most evident was in the 18-hour synthesis period (Z18), with a surface area of 217.69 m2 g-1 and a zeta potential of -38.87 mV, indicating stability in aqueous solution. The Z18 zeolite was modified (Z18 M) with the APTES:TMCS silane mixture and used to obtain the magnetic nanocomposites. For immobilizing the zeolites obtained from rice husks, copper ferrite heat-treated at 500ºC (F500) was used due to effective magnetic properties, a lower impurity index, smaller particle sizes, and good stability in aqueous solution. In this respect, the magnetic composites Z18:F500 and Z18 M:F500 showed effective magnetic properties and element distribution along the surface evaluated by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), achieving GCA adsorption rates of 31.96% and 79.53%, respectively. In this way, it is concluded that silica obtained from rice husks proved an excellent candidate for the sustainable synthesis of zeolites. The zeolite surface modification led to greater efficiency in the recovery of ACG in aqueous media. Finally, the present work presents an alternative for reusing agribusiness waste and recovering polyphenols from wine effluents, contributing to a system capable of magnetic removal in a way that favors the circular economy. | eng |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Nanocompósitos magnéticos | por |
dc.subject | Zeólitas | por |
dc.subject | Casca de arroz | por |
dc.subject | Adsorção | por |
dc.subject | Ácido clorogênico | por |
dc.subject | Indústria do vinho | por |
dc.subject | Magnetic nanocomposites | eng |
dc.subject | Zeolites | eng |
dc.subject | Rice husk | eng |
dc.subject | Adsorption | eng |
dc.subject | Chlorogenic acid | eng |
dc.subject | Wine industry | eng |
dc.title | Nanocompósitos magnéticos à base de zeólita obtida a partir da casca de arroz para adsorção de polifenóis da indústria do vinho | por |
dc.title.alternative | Zeolite-based magnetic nanocomposites obtained from rice husks for adsorption of polyphenols from the wine industry | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.contributor.advisor1 | Paris, Elaine Cristina | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8475640212486290 | por |
dc.description.resumo | Nos últimos anos, o setor vinícola experimentou um crescimento considerável, resultando em uma produção ampliada e, consequentemente, um aumento nos efluentes gerados durante a vinificação. Dentre os componentes presentes nesses efluentes, os polifenóis se destacam devido às suas propriedades analgésicas, antimicrobianas e antioxidantes, embora possam se tornar contaminantes em concentrações elevadas. Diante desse cenário, é necessário desenvolver métodos eficazes para a recuperação desses compostos e o reuso da água, com ênfase no processo de adsorção para o reaproveitamento desses resíduos. O presente projeto visa obter nanocompósitos magnéticos à base de zeólita, utilizando resíduos do agronegócio, como a casca de arroz, para a adsorção do ácido clorogênico (ACG). Inicialmente, foi conduzida a síntese e a modificação com agentes silanos da zeólita faujasita sintética (FAU) para otimizar as interações com o polifenol durante o processo de adsorção com o nanocompósito obtido da zeólita da casca de arroz. Os ensaios de adsorção foram realizados utilizando as nanoestruturas de FAU silanizadas com (3-aminopropil) trietoxisilano (APTES), Trimetilclorosilano (TMCS) e uma combinação de ambos, sob agitação mecânica por 24 h. A FAU:APTES:TMCS destacou-se, apresentando um melhor desempenho na adsorção do ACG (20 mg L-1) em comparação com a FAU sem funcionalização, alcançando percentuais de remoção de 12,78% e 67,80% para FAU e FAU:APTES:TMCS, respectivamente. A otimização da zeólita, utilizando sílica extraída da casca de arroz de alta pureza, foi realizada, investigando o tempo de síntese hidrotermal para obter a fase FAU. A fase FAU mais evidenciada foi no período de síntese de 18 horas (Z18), com uma área de superfície de 217,69 m2 g-1 e potencial zeta de -38.87 mV, indicando estabilidade em solução aquosa. A zeólita Z18 foi modificada (Z18 M) com a mistura dos silanos APTES:TMCS e empregada na obtenção do nanocompósito magnético. Para imobilização das zeólitas obtidas da casca de arroz, utilizou-se a ferrita de cobre tratada termicamente a 500ºC (F500) por apresentar propriedades magnéticas efetivas, menor índice de impureza e tamanhos de partículas, e boa estabilidade em solução aquosa. Neste sentido, os compósitos magnéticos Z18:F500 e Z18 M:F500 apresentaram propriedades magnéticas efetivas e distribuição dos elementos ao longo da superfície avaliada por espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDS), atingindo índices de adsorção de ACG de 31,96% e 79,53%, respectivamente. Dessa forma, conclui-se que o uso da sílica obtida da casca de arroz mostrou-se como uma excelente candidata na síntese sustentável de zeólita e que a modificação levou a uma maior eficiência de recuperação de ACG em meio aquoso. Por fim, o trabalho apresenta uma alternativa ao reaproveitamento de resíduos do agronegócio, além da recuperação de polifenóis de efluentes vinícolas, contribuindo para um sistema passível de remoção magnética de maneira que favoreça a economia circular. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/9468795660002190 | por |
dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0000-0003-3445-3545 | por |
dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0001-8599-9674 | por |