Obtención de nanocristales de celulosa de residuos de papa y su aplicación en la remoción de metales pesados en aguas residuales - Llalli Huaraca, Christian (2024)
Los materiales lignocelulósicos, como fuentes renovables, ofrecen diversas aplicaciones, incluyendo el desarrollo de nanomateriales para el tratamiento del agua. Este estudio investiga la obtención de los NCC a partir de la cáscara de papa (Solanum tuberosum) y su eficiencia en la eliminación de iones de metales pesados en solución acuosa. La celulosa se extrajo mediante tratamiento alcalino por digestión y blanqueamiento, con un rendimiento del 20.5 %. Posteriormente, se obtuvieron los NCC a través de hidrólisis ácida (ácido cítrico al 3 y 5 %) seguida de ultrasonicación (40 y 60 min), logrando rendimientos entre 92.40 y 93.74 %. El análisis TGA demostró buena estabilidad térmica de los NCC y PCC entre pH 7 y 8. Las imágenes de microscópicas de SEM revelaron gránulos porosos de ~200 μm, que en solución acuosa se dispersan a tamaños nanométricos entre 210.40-378.03 y 30.05-69.20 nm. El potencial ζ osciló entre –30.33 y –42.72 mV a pH 5 y entre –25.25 y –39.75 mV a pH 6, indicando buena estabilidad coloidal. Los espectros FTIR mostraron picos alrededor de 1380 cm⁻¹, sugiriendo que la eliminación de metales pesados se debe principalmente a la interacción con grupos –CH₃ (metilo) y –CH₂ (metileno), mientras que picos de baja intensidad en 2438, 1790 y 837 cm⁻¹ indican la participación de grupos –OH (hidroxilo) y C=O (carbonilo) en el proceso de adsorción. La capacidad máxima de adsorción y remoción fue mayor a pH 6 alrededor de 20.48 ± 0.09 (mg/g) y 99.97 ± 0.31 %; 19.87 ± 0.06 (mg/g) y 97.13 ± 0.25 %; 15.91 ± 0.23 (mg/g) y 76.99 ± 0.17 %, para Cr +3, Pb+2 y Cd+2, respectivamente. Estos resultados demuestran que los NCC derivados de cáscara de papa son altamente competitivos en comparación con otros materiales celulósicos para la eliminación de metales pesados en agua.