Remoção de metais pesados cádmio e cromo do meio aquoso usando membrana de celulose bacteriana composta

Membranas de celulose bacteriana (BC) produzidas a partir de biomassa estão surgindo como uma solução ecológica para a descontaminação da água. A abundância de grupos hidroxila e a alta razão superfície-volume deste material permitem a integração de diversos grupos funcionais, proporcionando potencial para aplicações de purificação de água direcionadas. Além de suas propriedades mecânicas intrigantes e estrutura complexa única, as membranas de celulose bacteriana são biodegradáveis em moléculas de açúcar e podem ser processadas com manuseio mínimo e usando produtos químicos suaves. Juntas, essas características fazem delas uma escolha atraente para filtração de água no contexto de responsabilidade ambiental. Em seu estado natural, as membranas de BC têm potencial limitado para tratamento direcionado de águas residuais. Uma estratégia para melhorar sua funcionalidade é graftar moléculas personalizadas em sua superfície. Portanto, este estudo tem como objetivo conferir multifuncionalidade à membrana de BC para filtração de água. Assim, um novo precursor com funcionalidades de base dura e mole consistindo em aminas, carbonilas, amidas, hidroxilas, etc. é projetado e graftado nas membranas de BC, crescidas para garantir uniformidade na superfície e repetibilidade das propriedades de membrana para membrana. A estrutura dos precursores sintetizados e a funcionalização eficaz da membrana são então validadas por meio de várias técnicas de caracterização estrutural. Mudanças na morfologia das membranas de BC são examinadas usando Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM) e Microscopia de Força Atômica (AFM). Tanto as membranas de BC pristine quanto as modificadas passam por uma série de testes para avaliar suas capacidades de filtração sob regime de baixa pressão e sua eficiência na remoção de íons representativos de cádmio e cromo. A membrana de BC modificada apresenta desempenho de filtração superior e permeabilidade à água em comparação com a BC pristine. Os íons metálicos direcionados foram rejeitados em mais de 90% do efluente. As membranas modificadas demonstraram uma recuperação de fluxo de acima de 90%, mantendo sua eficácia mesmo após cinco ciclos sucessivos de limpeza-filtração.