Desenvolvimento e otimização de um polímero molecularmente impresso (MIP) para separação de xilose de resíduos sólidos da agricultura através de extração em fase sólida dispersiva (DSPE) - Borges, Luis Fernando Tavares (2023)
A agroindústria desempenha um papel de grande importância econômica, porém esse setor produz toneladas de resíduos que precisam de tratamento para evitar problemas ambientais. Nesse sentido, é importante desenvolver métodos de reaproveitamento desses resíduos, a fim de minimizar a contaminação do meio ambiente e fabricar produtos de maior valor agregado. Particularmente, industrias que geram resíduos lignocelulósicos apresentam potencial para separação de xilose, um açúcar com inúmeras aplicações no campo farmacêutico, alimentar e química fina. Diante disso, o presente estudo traz uma abordagem inédita sobre a síntese por precipitação de um polímero molecularmente impresso (MIP) com xilose, o qual pode ser empregado na extração em fase sólida dispersiva (MIP-DSPE) de resíduos lignocelulósicos agroindustriais. A primeira etapa do trabalho consistiu em determinar as condições de síntese do polímero, avaliando a porcentagem de adsorção do analito e Fator de Impressão (FI) do polímero. O MIP com maior FI (3,34) foi empregado em estudos de adsorção, onde demonstrou rápida cinética de religação a xilose, isotermas de adsorção que se adequam ao modelo de Langmuir e que pode ser reutilizado pelo menos três vezes. Estudos de seletividade mostraram que o MIP desenvolvido é seletivo, mostrando maior capacidade de adsorção de xilose frente a outros açúcares com estruturas semelhantes. Os polímeros foram caracterizados por potencial zeta, espectroscopia no infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força atômica, método BET e análise termogravimétrica. A análise de BET indicou o sucesso da impressão molecular, apresentando área superficial de 8.7 m2/g e 69.4 m2/g para NIP e MIP, respectivamente e, volume de poros de 0,03 cm3/g e 0,26 cm3/g para NIP e MIP, respectivamente. Para separação de xilose em amostras reais, foi preparado o hidrolisado hemicelulósico de bagaço de laranja (BL) e de palha com bagaço da cana-de-açúcar (PBC), de acordo com o procedimento padrão “National Renewable Energy Laboratory – NREL”. Os polímeros MIP e NIP foram aplicados em DSPE com os hidrolisados BL e PBC, demonstrando maior porcentagem de adsorção de xilose em PBC (%adsMIP = 87,26 ± 0,98 e %adsNIP 66,12 ± 2,21). Por fim, para recuperação da xilose adsorvida aos polímeros, foi feito um procedimento simples de dessorção em água pura, alcançando 78,00 ± 7,65% e 85,23 ± 3,37% da xilose adsorvida no MIP e NIP, respectivamente.