Síntese verde de nanopartículas de prata a partir de flores de Manacá-da-Serra e incorporação em uma matriz polimérica biodegradável de quitosana para o tratamento terciário de efluentes industriais

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Jacquot, Axel John Pascal
Orientador(a): Giovanela, Marcelo
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Nanopartículas
Prata
Resíduos industriais
Sustentabilidade
Nanoparticles
Silver
Factory and trade waste
Sustainability
Link de acesso: https://repositorio.ucs.br/11338/14957
Resumo: A crescente geração de efluentes industriais, aliada ao uso intensivo de água e às mudanças climáticas, representa um desafio ambiental, contribuindo para a escassez hídrica e a contaminação de corpos receptores. Métodos convencionais de tratamento, como cloração, ozonização e radiação ultravioleta, apresentam limitações, incluindo elevados custos, formação de subprodutos tóxicos e baixa sustentabilidade. Nesse contexto, nanopartículas metálicas (NPs), especialmente as de prata (AgNPs) obtidas por rotas verdes, têm se mostrado promissoras devido ao seu potencial antimicrobiano. Considerando esse cenário, este trabalho teve como objetivo sintetizar AgNPs usando um extrato aquoso de flores de Manacá-da-Serra (Pleroma sellowianum) e incorporá-las a uma matriz polimérica biodegradável de quitosana, visando à obtenção de compósitos aplicáveis ao tratamento terciário de efluentes. O extrato floral, rico em compostos fenólicos, possibilitou uma síntese verde eficiente em pH 12,0, a 25 °C e utilizando uma solução 0,01 mol L-1 de AgNO3, resultando em AgNPs esféricas (20-30 nm) com estabilidade coloidal moderada (PZ= -14 mV) e alta atividade antimicrobiana (MIC 5 uL mL-1 contra E. coli e S. aureus). A caracterização do compósito (MEV-FEG/EDS, FTIR e TGA) confirmou a integração bem-sucedida das AgNPs à matriz polimérica, evidenciando distribuição homogênea, interações moleculares específicas e maior estabilidade térmica. Ensaios antimicrobianos revelaram halos de inibição de 11 ± 1 mm para S. aureus e 9 ± 1 mm para E. coli. No processo de desinfecção, o compósito promoveu redução superior a 99,9% de coliformes totais em 180 min, com lixiviação de prata de apenas 0,01 mg L-1, valor dentro dos limites regulamentares. Esses resultados evidenciam o efeito sinérgico entre a quitosana e as AgNPs, confirmando o potencial do Manacá-da-Serra para síntese de NPs e a aplicabilidade do compósito como solução segura, eficiente e sustentável para desinfecção de efluentes industriais. [resumo fornecido pelo autor]
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Considerando esse cenário, este trabalho teve como objetivo sintetizar AgNPs usando um extrato aquoso de flores de Manacá-da-Serra (Pleroma sellowianum) e incorporá-las a uma matriz polimérica biodegradável de quitosana, visando à obtenção de compósitos aplicáveis ao tratamento terciário de efluentes. O extrato floral, rico em compostos fenólicos, possibilitou uma síntese verde eficiente em pH 12,0, a 25 °C e utilizando uma solução 0,01 mol L-1 de AgNO3, resultando em AgNPs esféricas (20-30 nm) com estabilidade coloidal moderada (PZ= -14 mV) e alta atividade antimicrobiana (MIC 5 uL mL-1 contra E. coli e S. aureus). A caracterização do compósito (MEV-FEG/EDS, FTIR e TGA) confirmou a integração bem-sucedida das AgNPs à matriz polimérica, evidenciando distribuição homogênea, interações moleculares específicas e maior estabilidade térmica. Ensaios antimicrobianos revelaram halos de inibição de 11 ± 1 mm para S. aureus e 9 ± 1 mm para E. coli. No processo de desinfecção, o compósito promoveu redução superior a 99,9% de coliformes totais em 180 min, com lixiviação de prata de apenas 0,01 mg L-1, valor dentro dos limites regulamentares. Esses resultados evidenciam o efeito sinérgico entre a quitosana e as AgNPs, confirmando o potencial do Manacá-da-Serra para síntese de NPs e a aplicabilidade do compósito como solução segura, eficiente e sustentável para desinfecção de efluentes industriais. [resumo fornecido pelo autor]The increasing generation of industrial wastewater, combined with intensive water use and climate change, represents an environmental challenge, contributing to water scarcity and contamination of receiving bodies. Conventional treatment methods, such as chlorination, ozonation, and ultraviolet radiation, present limitations, including high costs, the formation of toxic by-products, and low sustainability. In this context, metallic nanoparticles (NPs), particularly silver nanoparticles (AgNPs) obtained through green routes, have shown promise due to their antimicrobial potential. Considering this scenario, this study aimed to synthesize AgNPs using an aqueous extract of Manacá-da-Serra (Pleroma sellowianum) flowers and to incorporate them into a biodegradable chitosan polymer matrix, with the purpose of obtaining composites applicable to tertiary wastewater treatment. The floral extract, rich in phenolic compounds, enabled an efficient green synthesis at pH 12.0, 25 °C, and using a 0.01 mol L-1 AgNO3, resulting in spherical AgNPs (20-30 nm) with moderate colloidal stability (ZP= -14 mV) and high antimicrobial activity (MIC of 5 uL mL-1 against E. coli and S. aureus). Characterization of the composite (FEG-SEM/EDS, FTIR, and TGA) confirmed successful integration of AgNPs into the polymeric matrix, revealing homogeneous distribution, specific molecular interactions, and enhanced thermal stability. Antimicrobial assays showed inhibition halos of 11 ± 1 mm for S. aureus and 9 ± 1 mm for E. coli. In disinfection tests, the composite promoted a reduction greater than 99.9% of total coliforms within 180 min, with silver leaching of only 0.01 mg L-1, a value within regulatory limits. These results highlight the synergistic effect between chitosan and green-synthesized AgNPs, confirming the potential of Manacá-da-Serra for NP synthesis and the applicability of the composite as a safe, efficient, and sustainable solution for the disinfection of industrial wastewater. [resumo fornecido pelo autor]Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPESengporNanopartículasPrataResíduos industriaisSustentabilidadeNanoparticlesSilverFactory and trade wasteSustainabilitySíntese verde de nanopartículas de prata a partir de flores de Manacá-da-Serra e incorporação em uma matriz polimérica biodegradável de quitosana para o tratamento terciário de efluentes industriaisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UCSinstname:Universidade de Caxias do Sul (UCS)instacron:UCSinfo:eu-repo/semantics/openAccessUniversidade de Caxias do Sulhttp://lattes.cnpq.br/1542058975569587JACQUOT, A. J. P.Mestrado Acadêmico em Engenharia e Ciência dos MateriaisBortoluz, JordanaCampus Universitário de Caxias do Sul2025-09-30ORIGINALDissertação Axel John Pascal Jacquot.pdfDissertação Axel John Pascal Jacquot.pdfapplication/pdf3704280https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/14957/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Axel%20John%20Pascal%20Jacquot.pdf0a45556df1d315366eb66c3c5c8a6bd4MD51TEXTDissertação Axel John Pascal Jacquot.pdf.txtDissertação Axel John Pascal Jacquot.pdf.txtExtracted texttext/plain176597https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/14957/2/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Axel%20John%20Pascal%20Jacquot.pdf.txt24b3aac58f77f85b016519ce9a3aff90MD52THUMBNAILDissertação Axel John Pascal Jacquot.pdf.jpgDissertação Axel John Pascal Jacquot.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1501https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/14957/3/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Axel%20John%20Pascal%20Jacquot.pdf.jpgfb22cdf44d9bde070f633ed6dc93ec07MD5311338/149572025-10-01 07:00:26.719oai:repositorio.ucs.br:11338/14957Repositório de Publicaçõeshttp://repositorio.ucs.br/oai/requestopendoar:2025-10-01T07:00:26Repositório Institucional da UCS - Universidade de Caxias do Sul (UCS)false
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