Chitosan-based foam composites for hexavalent chromium remediation: Effect of microcellulose and crosslinking agent content

Autor(es)

Silva, Marcelo Bruno de Oliveira ; Costa, Talles Barcelos da ; Camani, Paulo Henrique ; Rosa, Derval dos Santos

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: International Journal of Biological Macromolecules; v. 264, p. 12-pg., 2024-03-01.

Resumo

Potentially toxic metal ions, such as hexavalent chromium (Cr6+), present in water concern the population's health due to their persistence, bioaccumulation potential, and high toxicity. Highly porous materials based on polysaccharides are promising technologies for metal removal due to their high surface area, biodegradability, and low toxicity. This study evaluated the effect of concentrations of microcellulose (0.5, 1, and 1.5 %) and glutaraldehyde (1, 2, and 3 %) in the adsorption capacity and mechanical properties of chitosan foams. The developed foams exhibited a three-dimensional structure with interconnected pores. Compared to foams without microcellulose, adding 1.5 % microcellulose increased up to 180 % in maximum stress supported by the foams and up to 135 % in Young's modulus. However, Cr6+ sorption capacity decreased with increasing microcellulose and crosslinking agent content due to the occupation of amino groups. Still, the foams exhibited a highly favorable sorption behavior, and the Sips isotherm model provided the best fit to the experimental data. The maximum sorption capacity reached approximately 1.4 mmol center dot g(-1) at pH 4.0 and 25 degree celsius. The foam structural integrity, enhanced mechanical properties, and efficient sorption capacity make them viable alternatives for environmentally friendly and cost-effective treatment of water contaminated with Cr6+ ions. (AU)

• Processo FAPESP: 20/13703-3 - Materiais porosos ecológicos para a recuperação e reavaliação de metais recuperados de água contaminada
• Beneficiário: Derval dos Santos Rosa
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 23/11229-0 - Membranas porosas biodegradáveis compósitas de PLA contendo nanoargila/nanocelulose para remoção e recuperação de EPTs de águas contaminadas
• Beneficiário: Paulo Henrique Camani
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 22/11133-0 - Desenvolvimento de hidrogéis porosos biodegradáveis de amido contendo nanocelulose ou nanoargilas modificadas para remoção e recuperação de metais em águas contaminadas
• Beneficiário: Talles Barcelos da Costa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 23/11783-8 - Hidrogéis de amido compósito para sorção de elementos potencialmente tóxicos em águas contaminadas: interação sinérgica entre ligantes seletivos em nanocelulose modificada
• Beneficiário: Talles Barcelos da Costa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 19/16301-6 - Aerogéis de amido contendo nanocelulose modificada para remoção de metais pesados em águas residuais oriundas do setor industrial
• Beneficiário: Paulo Henrique Camani
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado