Development of lignin biochar and its incorporation in cellulose hydrogels for water decontamination

Autor(es)

Goncalves, Lucas R. ; Ferreira, Rafaela R. ; Souza, Alana G. ; Barbosa, Rennan F. S. ; da Costa, Talles B. ; Rosa, Derval S.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: POLYMER BULLETIN; v. N/A, p. 25-pg., 2025-03-17.

Resumo

The presence of toxic elements has raised concern about its effects and the search for new cost-efficient alternatives for its removal, and the use of polysaccharides has stood out for its abundance, properties and low cost. Based on these, this work presents the production of lignin biochar (Bc) for incorporation in cellulose hydrogels obtained from eucalyptus waste. A treatment with biochar was used, which demonstrated the ability to obtain stable biochar with high porosity. Then, cellulose hydrogels were developed employing epichlorohydrin as crosslinking agent loaded with Bc contents of 1, 3 and 5 wt%. FTIR, TGA, and XRD analyses revealed no significant structural changes in the hydrogels after the addition of Bc, and the morphology indicated good dispersion and adhesion of the adsorbent material. The hydrogels exhibited good water absorption capacity, and the swelling ratio was greater than 290% for all samples. The evaluation of the adsorption rate of heavy metals by the cellulose-based hydrogel composites presented the following metallic affinity order: Cu2+ > Cr6+ > Cd2+ > Zn2+ > Ni2+ > Mn2+. The results show that the obtained materials have potential to promote water decontamination with environmentally friendly characteristics. (AU)

• Processo FAPESP: 24/08105-0 - Poli(alfa e beta-ciclodextrinas) contendo argilas brasileiras para remoção de elementos potencialmente tóxicos em águas contaminadas
• Beneficiário: Rafaela Reis Ferreira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 22/01382-3 - Hidrogéis de celulose contendo argilas modificadas para remoção e recuperação de íons metálicos presentes em águas contaminadas
• Beneficiário: Rafaela Reis Ferreira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - 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: 21/14714-1 - EMU concedido no processo 2020/13703-3 (projeto temático): Cromatógrafo de Íons Modular 940 Professional IC Vario
• Beneficiário: Derval dos Santos Rosa
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 21/08296-2 - Desenvolvimento de hidrogéis de quitosana contendo nanoestruturas de celulose modificada para remoção e recuperação de metais em águas contaminadas
• Beneficiário: Rennan Felix da Silva Barbosa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• 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: 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