Pontos quânticos de carbono dopados com boro para avaliação da interação com metais em amostras de solo.

• Processo: 25/13529-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2026
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química
• Pesquisador responsável: Márcia Cristina Bisinoti
• Beneficiário: Márcia Cristina Bisinoti
• Instituição Sede: Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas (IBILCE). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São José do Rio Preto. São José do Rio Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 24/17456-1 - Desenvolvimento de carvões Hidrotérmico e Magnético para sequestro de carbono, liberação de nutrientes e remoção de poluentes ambientais, AP.R
• Assunto(s): Carbonização hidrotérmica Metais tóxicos Solos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Carbonização Hidrotérmica | Metais tóxicos | solo | Quimica Ambiental e Sustentabilidade

Resumo

O presente projeto propõe a síntese de pontos quânticos de carbono (PQC) dopados com boro a partir da carbonização hidrotérmica do bagaço da cana-de-açúcar, visando principalmente a compreensão da interação deles com diversos íons metálicos que podem estar presentes no solo para fins de remediação, bem como de disponibilidade de nutriente. Serão avaliadas diferentes condições de síntese para determinar os fatores que mais contribuem para um maior rendimento quântico, variando a temperatura e o tempo da carbonização e a concentração de ácido bórico. A síntese hidrotérmica será conduzida empregando um Reator de aço inox contendo bagaço de cana de açúcar e água na proporção 1:20 (m/v) com adição de ácido bórico (H3BO3), seguindo um design de experimentos (DoE) 23+1, que consiste na variação da temperatura (140-240 ºC), tempo (8-24 h) e quantidade de H3BO3 (10-30%) com triplicata no ponto central (190 ºC durante 16 h com 20% de H3BO3). Os pontos quânticos de melhor rendimento serão caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão, análises de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, difração de raios-x e fluorescência. Para o material com melhor rendimento quântico será avaliada a interação com alguns cátions metálicos (ex: Pb (II), Cr (VI), Cu (II), dentre outros), a fim de verificar a interação do material. Nestes experimentos, os pontos quânticos serão mantidos em concentrações fixas e serão titulados para a concentração final de 50µmol L-1 de cada cátion, seguido por agitação a 100 rpm por 10 minutos. Após este período a fluorescência será verificada para cada condição. Com o cátion de melhor resposta, será utilizada uma concentração constante de pontos quânticos que será titulada com concentrações crescentes de padrão do cátion e verificada a supressão da fluorescência. Para a determinação do comportamento de interação será utilizado o modelo de Stern-Volmer (Raja et al., 2023). Ainda, após estes estudos, as amostras serão liofilizadas e realizadas as leituras de FTIR, seguido pela realização de análise bidimensional (2D-COS), visando a identificação dos grupos funcionais responsáveis pela interação entre ponto quântico e cátion (Santos et al., 2021). Estudo em batelada na presença de solo intemperizados tais como argissolos também serão conduzidos. A composição dos pontos quânticos e as propriedades das amostras também serão investigados, com o auxílio de alguns instrumentos e equipamentos analíticos. (AU)