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http://hdl.handle.net/11612/6985| Authors: | Silva, Fabiane Fernandes da |
| metadata.dc.contributor.advisor: | Guarda, Emerson Adriano |
| Title: | Nanocelulose: obtenção de celulose em nanoescala utilizando Líquidos Iônicos de Aminoácidos de Colina (LIs[AA][Ch]) |
| Keywords: | Nanocelulose; Líquidos Iônicos; Biomassas; Pré-tratamento; Nanocellulose; Ionic Liquids; Biomasses; Pre-treatment |
| Issue Date: | 1-Sep-2023 |
| Publisher: | Universidade Federal do Tocantins |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Biotecnologia da Amazônia Legal - Bionorte |
| Citation: | SILVA, Fabiane Fernandes da. Nanocelulose: obtenção de celulose em nanoescala utilizando Líquidos Iônicos de Aminoácidos de Colina (LIs[AA][Ch]). 2024. 79f. Tese (Doutorado em Biotecnologia e Biodiversidade) – Universidade Federal do Tocantins, Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Biotecnologia Rede Bionorte, Palmas, 2024. |
| metadata.dc.description.resumo: | A nanocelulose (NC) tem se destacado na última década como matéria-prima promissora em diversas áreas no âmbito científico, como biomedicina, indústria de cosméticos, indústria farmacêutica, dentre outras. Metodologias têm sido desenvolvidas para extração deste biopolímero, surgindo dentro desse contexto, o uso de Líquidos Iônicos (LIs) - solventes com capacidade de solubilizar a biomassa lignocelulósica, tornando-a propensa a produzir NC. A presente pesquisa teve como objetivo principal, obter nanocristais ou nanofibras de celulose a partir da casca de arroz (Oryza sativa) e pseudocaule da bananeira (Musa cavendishii) - utilizando Líquidos Iônicos de Aminoácidos de Colina (LIs[AA][Ch]). A metodologia consistiu na caracterização química das biomassas para identificação dos teores de umidade, cinzas, extrativos, lignina, hemicelulose e celulose; síntese de três LIs: Arginato de Colina ([Arg][Ch]), Glicinato de Colina ([Gly][Ch]) e Lisinato de Colina ([Lys][Ch]), analisados por meio de Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR) e; pré- tratamento das biomassas utilizando os solventes sintetizados. As amostras resultantes do processo foram analisadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Difração de Raios-X (DRX) e Análise Termogravimétrica (TGA). Obtiveram-se percentuais de celulose - principal polímero - de 49,64 ± 0,92% e 35,86 ± 0,70% para a casca de arroz e pseudocaule da bananeira, respectivamente. Os espectros de FT-IR demonstraram eficiência na síntese dos LIs. As micrografias de MEV revelaram que o ([Arg][Ch]) causou maior ruptura nas fibras que ([Gly][Ch]) e ([Lys][Ch]). As imagens de MET permitiram a visualização de nanofibras de celulose com diâmetro de 2 a 16 nm. As curvas de termogravimetria demonstraram que as amostras pré-tratadas com ([Arg][Ch]) apresentaram maior estabilidade térmica. Dessa forma, o pré-tratamento em estudo demonstrou-se eficaz na desestruturação dos componentes amorfos, e a atuação do ([Arg][Ch]) sobre as fibras foi capaz de gerar Celulose Nanofibrilada (CNF). |
| Abstract: | Nanocellulose (NC) has stood out in the last decade as a promising raw material in several areas in the scientific field, such as biomedicine, the cosmetics industry, the pharmaceutical industry, among others. Methodologies have been developed for the extraction of this biopolymer, arising within this context, the use of Ionic Liquids (LIs) - solvents with the ability to solubilize lignocellulosic biomass, making it prone to produce NC. The main objective of this research was to obtain cellulose nanocrystals or nanofibers from rice husks (Oryza sativa) and pseudostems of banana (Musa cavendishii) - using Choline Amino Acid Ionic Liquids (LIs[AA][Ch]). The methodology consisted of the chemical characterization of the biomasses to identify the contents of moisture, ash, extractives, lignin, hemicellulose and cellulose; synthesis of three LIs: Choline Arginate ([Arg][Ch]), Choline Glycinate ([Gly][Ch]) and Choline Lysinate ([Lys][Ch]), analyzed by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT- IR) and; Pre-treatment of biomass using synthesized solvents. The samples resulting from the process were analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), X-ray Diffraction (XRD) and Thermogravimetric Analysis (TGA). Cellulose percentages - the main polymer - were 49.64 ± 0.92% and 35.86 ± 0.70% for rice husk and banana pseudostem, respectively. The FT-IR spectra demonstrated efficiency in the synthesis of LIs. SEM micrographs revealed that ([Arg][Ch]) caused greater disruption in the fibers than ([Gly][Ch]) and ([Lys][Ch]). The TEM images allowed the visualization of cellulose nanofibers with a diameter of 2 to 16 nm. The thermogravimetry curves showed that the samples pretreated with ([Arg][Ch]) showed higher thermal stability. Thus, the pre- treatment under study proved to be effective in the destructuring of the amorphous components, and the action of ([Arg][Ch]) on the fibers was able to generate Nanofibrillated Cellulose (CNF). |
| URI: | http://hdl.handle.net/11612/6985 |
| Appears in Collections: | Doutorado em Biodiversidade e Biotecnologia da Amazônia Legal |
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