Modificação química e caracterização de amido de mandioca catiônico obtido por eterificação visando aplicação no tratamento de efluentes.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2026
Autor(a) principal: BRITO, Anna Katharina Medeiros de. lattes
Orientador(a): ARAÚJO, Gilmar Trindade de. lattes
Banca de defesa: RODRIGUES, Meiry Gláucia Freire., RODRIGUES, Thais Jaciane Araujo.
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
Programa de Pós-Graduação: PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
Departamento: Centro de Ciências e Tecnologia - CCT
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Tratamento de água
Floculante natural
Eterificação
Amido catiônico
Modificação química
Water treatment
Natural flocculant
Etherification
Cationic starch
Chemical modification
Área do conhecimento CNPq:
Engenharia Química
Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/46197
Resumo: A crescente demanda por alternativas sustentáveis aos floculantes sintéticos tem impulsionado o desenvolvimento de biopolímeros modificados para aplicações ambientais. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo realizar a modificação química por eterificação e a caracterização estrutural de amido de mandioca catiônico obtido a partir da reação com 3-cloro-2 hidroxipropiltrimetilamônio cloreto (CTA), visando aplicação no tratamento de efluentes. As amostras foram sintetizadas com 6%, 12% e 18% (m/m) de CTA e caracterizadas por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TG/DTG), potencial zeta e determinação do ponto de carga zero (pHₚzc). Os espectros de FTIR evidenciaram bandas em ~1480 cm⁻¹ e ~1390 cm⁻¹, atribuídas aos grupos amônio quaternário, indicando a inserção de funcionalidades catiônicas na estrutura do amido. O DRX indicou diminuição da cristalinidade relativa (41,79% → 35,79%), associada à desorganização parcial das regiões semicristalinas. As análises termogravimétricas mostraram que o principal evento de degradação ocorreu na faixa de 300–450 °C, sem deslocamento significativo da temperatura após a modificação. O potencial zeta variou de 0,79 mV (nativo) para 4,15 mV (CTA 18%), evidenciando alteração nas propriedades superficiais. O pHₚzc apresentou deslocamento para valores mais elevados nas amostras modificadas, indicando modificação no comportamento eletroquímico do material. De forma integrada, os resultados confirmam a ocorrência da modificação química por eterificação e demonstram alterações estruturais, térmicas e interfaciais no amido de mandioca, indicando seu potencial para aplicações ambientais.
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As amostras foram sintetizadas com 6%, 12% e 18% (m/m) de CTA e caracterizadas por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TG/DTG), potencial zeta e determinação do ponto de carga zero (pHₚzc). Os espectros de FTIR evidenciaram bandas em ~1480 cm⁻¹ e ~1390 cm⁻¹, atribuídas aos grupos amônio quaternário, indicando a inserção de funcionalidades catiônicas na estrutura do amido. O DRX indicou diminuição da cristalinidade relativa (41,79% → 35,79%), associada à desorganização parcial das regiões semicristalinas. As análises termogravimétricas mostraram que o principal evento de degradação ocorreu na faixa de 300–450 °C, sem deslocamento significativo da temperatura após a modificação. O potencial zeta variou de 0,79 mV (nativo) para 4,15 mV (CTA 18%), evidenciando alteração nas propriedades superficiais. O pHₚzc apresentou deslocamento para valores mais elevados nas amostras modificadas, indicando modificação no comportamento eletroquímico do material. De forma integrada, os resultados confirmam a ocorrência da modificação química por eterificação e demonstram alterações estruturais, térmicas e interfaciais no amido de mandioca, indicando seu potencial para aplicações ambientais.The growing demand for sustainable alternatives to synthetic flocculants has driven the development of modified biopolymers for environmental applications. In this context, this study aimed to perform the chemical modification by etherification and structural characterization of cationic cassava starch obtained from the reaction with 3-chloro-2- hydroxypropyltrimethylammonium chloride (CTA), aiming at its application in wastewater treatment. Samples were synthesized with 6%, 12%, and 18% (w/w) of CTA and characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TG/DTG), zeta potential, and determination of the point of zero charge (pHₚzc). FTIR spectra showed bands at ~1480 cm⁻¹ and ~1390 cm⁻¹, attributed to quaternary ammonium groups, indicating the insertion of cationic functionalities into the starch structure. XRD indicated a decrease in relative crystallinity (41.79% → 35.79%), associated with partial disorganization of the semicrystalline regions. Thermogravimetric analyses showed that the main degradation event occurred in the range of 300–450 °C, without a significant temperature shift after modification. The zeta potential varied from 0.79 mV (native) to 4.15 mV (CTA 18%), evidencing a change in surface properties. The pHₚzc showed a shift to higher values in the modified samples, indicating a change in the electrochemical behavior of the material. In an integrated manner, the results confirm the occurrence of chemical modification by etherification and demonstrate structural, thermal, and interfacial changes in cassava starch, indicating its potential for environmental applications.Submitted by Helder Soares Dantas (helder-dantas@hotmail.com) on 2026-04-14T12:32:35Z No. of bitstreams: 1 ANNA KATHARINA MEDEIROS DE BRITO - DISSERTAÇÃO - (PPGEQ) 2026.pdf: 1570920 bytes, checksum: 6d641259c255f48d2da5648e4a5020cf (MD5)Made available in DSpace on 2026-04-14T12:32:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANNA KATHARINA MEDEIROS DE BRITO - DISSERTAÇÃO - (PPGEQ) 2026.pdf: 1570920 bytes, checksum: 6d641259c255f48d2da5648e4a5020cf (MD5) Previous issue date: 2026-02-26Universidade Federal de Campina GrandePÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICAUFCGBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTEngenharia QuímicaTratamento de águaFloculante naturalEterificaçãoAmido catiônicoModificação químicaWater treatmentNatural flocculantEtherificationCationic starchChemical modificationModificação química e caracterização de amido de mandioca catiônico obtido por eterificação visando aplicação no tratamento de efluentes.Chemical modification and characterization of cationic cassava starch obtained by etherification for application in wastewater treatment.2026-02-262026-04-14T12:32:35Z2026-04-142026-04-14T12:32:35Zhttps://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/46197BRITO, Anna Katharina Medeiros de. Modificação química e caracterização de amido de mandioca catiônico obtido por eterificação visando aplicação no tratamento de efluentes. 2026. 48 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Engenharia Química, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2026.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCGTEXTANNA KATHARINA MEDEIROS DE BRITO - DISSERTAÇÃO - (PPGEQ) 2026.pdf.txtANNA KATHARINA MEDEIROS DE BRITO - DISSERTAÇÃO - (PPGEQ) 2026.pdf.txttext/plain96494https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/46197/3/ANNA+KATHARINA+MEDEIROS+DE+BRITO+-+DISSERTA%C3%87%C3%83O+-+%28PPGEQ%29+2026.pdf.txt350a861dee354ac1152e88d615d7b4b1MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/46197/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALANNA KATHARINA MEDEIROS DE BRITO - DISSERTAÇÃO - (PPGEQ) 2026.pdfANNA KATHARINA MEDEIROS DE BRITO - DISSERTAÇÃO - (PPGEQ) 2026.pdfapplication/pdf1570920https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/46197/1/ANNA+KATHARINA+MEDEIROS+DE+BRITO+-+DISSERTA%C3%87%C3%83O+-+%28PPGEQ%29+2026.pdf6d641259c255f48d2da5648e4a5020cfMD51riufcg/461972026-04-15 03:00:43.309oai:dspace.sti.ufcg.edu.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512026-04-15T06:00:43Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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