Obtención de nanocristales de celulosa de residuos de papa y su aplicación en la remoción de metales pesados en aguas residuales

• Autor: Llalli Huaraca, Christian
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2024
• Institución: Universidad Nacional José María Arguedas
• Repositorio: UNAJMA-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.unajma.edu.pe:20.500.14168/920
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.14168/920
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: residuos de papa,; nanocristales de celulosa,; capacidad de remoción de metales pesados; http://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.07.00

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.