Produção de membranas de nanofibrilas de celulose/MoO₃ para adsorção de azul de metileno de efluentes aquosos

dc.contributor.advisor-co1Mendonça, Vagner Romito de
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4270375873948823
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-2300-9959
dc.contributor.advisor1de Menezes, Aparecido Junior
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0484426340349483
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/: 0000-0001-5638-489X
dc.contributor.authorFilho, Jorge Fernandes
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/6543610005549811
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/ 0000-0003-2350-5688.
dc.contributor.refereeCavagis, Alexandre Donizeti Martins
dc.contributor.refereePottmaier, Daphiny Vicente
dc.contributor.refereeDa Silva Filho, Edson Cavalcanti
dc.contributor.refereePereira, Robson Valentim
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/0907530041669620
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/1388845574242010
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/7892423373858047
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/1675940843759718
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0001-7264-900X
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-3766-2580
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0003-0988-2970
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-3314-8752
dc.date.accessioned2026-08-10T19:14:17Z
dc.date.issued2026-05-29
dc.description.abstractThis study investigates the development and characterization of composite membranes based on cellulose nanofibrils (CNF) and molybdenum trioxide (MoO3) for the removal of the cationic dye methylene blue (MB) from aqueous effluents. The experimental approach systematically varied the concentrations of CNF (0.5–2.0%) and MoO3 (1–10%) to elucidate the relationship between the support matrix microstructure and the adsorptive performance of the active phase. Characterization was performed through structural analyses (SEM, XRD, FTIR, and porosity), kinetic studies, and adsorption isotherms. The results indicate that the incorporation of MoO3 promotes modifications in surface interactions, as reflected by the better fit to the pseudo-second-order kinetic model. The adsorptive process is predominantly governed by electrostatic interactions between the negatively charged membrane surface pHPZC (3,5) and the methylene blue in aqueous solution for both membranes with and without the oxide. The main finding of the study was the identification of an inverse relationship between CNF concentration and adsorption capacity. This behavior was attributed to a reduction in membrane porosity resulting from structural compaction (hornification), which limits mass transport and reduces accessibility to the active MoO3 sites. The N0.5Mo5 formulation (0.5% CNF and 5% MoO3) exhibited the best performance, with a maximum adsorption capacity of approximately 453,4 mg/g, resulting from a balance between high porosity and adequate dispersion of the active phase. The results demonstrate that the microstructural porosity of the support matrix is the dominant factor in the composite's performance, outweighing the influence of the amount of active material and establishing an important design principle for the development of high-performance adsorbent materials.eng
dc.description.resumoEste trabalho investiga o desenvolvimento e a caracterização de membranas compósitas de nanofibrilas de celulose (CNF) e trióxido de molibdênio (MoO₃) para a remoção do corante catiônico azul de metileno (AM) de efluentes aquosos. A abordagem experimental consistiu na variação sistemática das concentrações de CNF (0,5–2,0%) e MoO₃ (1–10%), com o objetivo de elucidar a relação entre a microestrutura da matriz de suporte e o desempenho adsortivo da fase ativa. A caracterização foi realizada por meio de análises estruturais (MEV, DRX, FTIR e porosidade), estudos cinéticos e isotermas de adsorção. Os resultados indicam que a incorporação de MoO₃ promove modificações nas interações de superfície, refletidas no melhor ajuste ao modelo cinético de pseudo-segunda ordem. O processo adsortivo é predominantemente governado por interações eletrostáticas entre a superfície negativamente carregada da membrana (pHPCZ ≈ 3,5) e o azul de metileno em solução aquosa tanto nas membranas com e sem o óxido. O principal resultado do estudo foi a identificação de uma relação inversa entre a concentração de CNF e a capacidade de adsorção. Esse comportamento foi atribuído à redução da porosidade da membrana, decorrente do adensamento estrutural (hornificação), que limita o transporte de massa e reduz a acessibilidade aos sítios ativos de MoO₃. A formulação N0,5Mo5 (0,5% CNF e 5% MoO₃) apresentou o melhor desempenho, com capacidade máxima de adsorção de aproximadamente 453,4 mg/g, resultado do equilíbrio entre elevada porosidade e adequada dispersão da fase ativa. Os resultados demonstram que a porosidade microestrutural da matriz de suporte é o fator dominante no desempenho do compósito, superando a influência da quantidade de material ativo e estabelecendo um importante princípio de design para o desenvolvimento de materiais adsorventes de alto desempenho.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationFILHO, Jorge Fernandes. Produção de membranas de nanofibrilas de celulose/MoO₃ para adsorção de azul de metileno de efluentes aquosos. 2026. Tese (Doutorado em Ciência dos Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, Campus Sorocaba, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/24480.*
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/24480
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus Sorocaba
dc.publisher.centerCentro de Ciências e Tecnologias para a Sustentabilidade - CCTS
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais - PPGCM-So
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectNanocelulosepor
dc.subjectCompostos de molibdêniopor
dc.subjectAzul de metilenopor
dc.subjectNanocelluloseeng
dc.subjectMolybdenum compoundseng
dc.subjectMethylene blueeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
dc.subject.ods6. Água Potável e Saneamento
dc.subject.ods12. Consumo e Produção Responsáveis
dc.subject.ods9. Indústria, Inovação e Infraestrutura
dc.subject.ods14. Vida na Água
dc.titleProdução de membranas de nanofibrilas de celulose/MoO₃ para adsorção de azul de metileno de efluentes aquosospor
dc.title.alternativeProduction of cellulose nanofibril/MoO₃ membranes for methylene blue adsorption from aqueous effluentseng
dc.typeTese

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