Síntese verde de nanopartículas de prata a partir do extrato do bagaço de Vitis labrusca (cultivar Ives), caracterização e aplicação na desinfecção de efluentes industriais

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Raota, Camila Suliani
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UCS
Texto Completo: https://repositorio.ucs.br/11338/4396
Resumo: As metodologias tradicionais para a síntese de nanopartículas metálicas compreendem a utilização de reagentes tóxicos que podem causar impactos negativos, tanto ao meio ambiente como à saúde humana. Assim, uma alternativa mais segura para a produção desses nanomateriais baseia-se nos conceitos da Química Verde, onde são utilizados reagentes menos nocivos e de fontes renováveis. Nesse contexto, o presente trabalho teve por objetivo a síntese verde de nanopartículas de prata (AgNPs), a partir do extrato do bagaço de Vitis labrusca (cultivar Ives), sua caracterização, bem como a posterior aplicação no tratamento terciário de efluentes industriais. Para tanto, os parâmetros de extração dos compostos bioativos do bagaço de uva foram previamente otimizados, e o sistema com o melhor desempenho, em termos da atividade antioxidante, foi a extração com uma solução hidroalcoólica a 50% (v/v) assistida por um misturador do tipo hélice. Os parâmetros da síntese verde (concentração do extrato, concentração do nitrato de prata e pH do meio) foram igualmente aprimorados, e as AgNPs sintetizadas foram analisadas quanto à estabilidade e à morfologia por meio das técnicas de potencial zeta (PZ), espectroscopia de absorção molecular na região do UV-Vis, microscopia eletrônica de transmissão (MET), microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG), espectroscopia por dispersão de energia (EDS) e espectroscopia Raman. Os resultados mostraram que, nas condições otimizadas (solução de AgNO3 em 2,5 mmol L-1, extrato na concentração de 50,0 mg mL-1 e pH 10,0), as AgNPs apresentaram um diâmetro médio de 2,9 nm e uma densidade de carga negativa sobre as nanopartículas superior a - 40,0 mV. A partir das informações obtidas pelas diferentes técnicas de caracterização utilizadas, um mecanismo para a síntese verde das AgNPs foi proposto com base no ácido gálico, por este ser o composto fenólico majoritário do extrato hidroalcoólico. A atividade bactericida das AgNPs foi comprovada pela determinação da atividade mínima inibitória e pela 9 formação dos halos de inibição no ensaio de crescimento bacteriano por difusão de superfície, frente a bactérias Gram-positivas e Gram-negativas. Por fim, os resultados obtidos na etapa de desinfecção revelaram que os pellets de quitosana-AgNPs são eficazes na remoção de bactérias, sendo que, após 1 h de contato, foram capazes promover uma redução na contagem das bactérias E. coli, possibilitando a sua aplicação no tratamento terciário de efluentes industriais. Desta forma, esse trabalho demostrou que é possível realizar a síntese verde de AgNPs utilizando o extrato de bagaço de Vitis labrusca (cultivar Ives), e empregá-las como auxiliares na desinfecção de um efluente industrial.
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Para tanto, os parâmetros de extração dos compostos bioativos do bagaço de uva foram previamente otimizados, e o sistema com o melhor desempenho, em termos da atividade antioxidante, foi a extração com uma solução hidroalcoólica a 50% (v/v) assistida por um misturador do tipo hélice. Os parâmetros da síntese verde (concentração do extrato, concentração do nitrato de prata e pH do meio) foram igualmente aprimorados, e as AgNPs sintetizadas foram analisadas quanto à estabilidade e à morfologia por meio das técnicas de potencial zeta (PZ), espectroscopia de absorção molecular na região do UV-Vis, microscopia eletrônica de transmissão (MET), microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG), espectroscopia por dispersão de energia (EDS) e espectroscopia Raman. Os resultados mostraram que, nas condições otimizadas (solução de AgNO3 em 2,5 mmol L-1, extrato na concentração de 50,0 mg mL-1 e pH 10,0), as AgNPs apresentaram um diâmetro médio de 2,9 nm e uma densidade de carga negativa sobre as nanopartículas superior a - 40,0 mV. A partir das informações obtidas pelas diferentes técnicas de caracterização utilizadas, um mecanismo para a síntese verde das AgNPs foi proposto com base no ácido gálico, por este ser o composto fenólico majoritário do extrato hidroalcoólico. A atividade bactericida das AgNPs foi comprovada pela determinação da atividade mínima inibitória e pela 9 formação dos halos de inibição no ensaio de crescimento bacteriano por difusão de superfície, frente a bactérias Gram-positivas e Gram-negativas. Por fim, os resultados obtidos na etapa de desinfecção revelaram que os pellets de quitosana-AgNPs são eficazes na remoção de bactérias, sendo que, após 1 h de contato, foram capazes promover uma redução na contagem das bactérias E. coli, possibilitando a sua aplicação no tratamento terciário de efluentes industriais. Desta forma, esse trabalho demostrou que é possível realizar a síntese verde de AgNPs utilizando o extrato de bagaço de Vitis labrusca (cultivar Ives), e empregá-las como auxiliares na desinfecção de um efluente industrial.Traditional methodologies for the synthesis of metallic nanoparticles include the use of toxic chemicals that can have negative impacts on the environment and human health. Thus, a safer alternative to the production of these nanomaterials is based on the concepts of Green Chemistry, which uses less harmful reagents and from renewable sources. In this context, the goals of the present work were the green synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) using the extract of Vitis labrusca (cultivars Ives) pomace, their characterization, and its subsequent application in the tertiary industrial wastewater treatment. The extraction conditions of bioactive compounds of grape pomace were previously optimized and, considering antioxidant activity, the system which achieved the best performance was extraction with a hydroalcoholic solution at 50% (v/v), assisted by a propeller. The main green synthesis parameters (i.e., extract concentration, silver nitrate concentration, and medium pH) were equally refined and the synthesized AgNPs were analyzed on the basis of their stability and morphology by means of several techniques including zeta potential (ZP), molecular absorption spectroscopy in the range of UV-Vis, transmission electronic microscopy (TEM), scanning electron microscopy with a field emission gun (SEM-FEG), energy dispersive spectroscopy (EDS), and Raman spectroscopy. The optimized conditions (AgNO3 solution at 2.5 mmol L-1, extract solution at 50.0 mg mL-1, and pH = 10.0) showed that the AgNPs had an average diameter of 2.9 nm and a charge density on nanoparticles higher than - 40.0 mV. From the information obtained by several characterization techniques, a mechanism for the green synthesis of AgNPs is proposed based on the gallic acid, which is the major phenolic compound of the hydroalcoholic extract. Bacterial activity of AgNPs was verified by determination of inhibitory minimum activity and by the formation of an inhibition halo in the bacteria grown by superficial diffusion assay, 11 against Gram-positive and Gram-negative bacteria. In conclusion, results obtained at the disinfection step revealed that chitosan-AgNPs pellets were effective in bacterial removal. After 1 h of contact, they promoted a reduction in the bacterial count of E. coli bacteria, thus enabling their application in tertiary industrial wastewater treatment. Finally, this work showed that is possible to perform an eco-friendly process for AgNPs synthesis using the extract of Vitis labrusca (cultivars Ives) pomace and utilize them as auxiliaries in wastewater disinfectionNanopartículasPrataVitis labruscaÁguas residuais - PurificaçãoResíduos industriaisNanoparticlesSilverFox grapeSewage PurificationFactory and trade wasteSíntese verde de nanopartículas de prata a partir do extrato do bagaço de Vitis labrusca (cultivar Ives), caracterização e aplicação na desinfecção de efluentes industriaisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UCSinstname:Universidade de Caxias do Sul (UCS)instacron:UCSinfo:eu-repo/semantics/openAccessUniversidade de Caxias do Sulhttp://lattes.cnpq.br/6271868224687524RAOTA, C. S.Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos MateriaisSilva, Thiago Barcellos daORIGINALDissertacao Camila Suliani Raota.pdfDissertacao Camila Suliani Raota.pdfapplication/pdf2744391https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/4396/1/Dissertacao%20Camila%20Suliani%20Raota.pdfe79a60407cf32cf8da9e6f56919a48c4MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8510https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/4396/2/license.txt0bfdaf5679b458f1c173109e3e8d8e40MD52TEXTDissertacao Camila Suliani Raota.pdf.txtDissertacao Camila Suliani Raota.pdf.txtExtracted texttext/plain155253https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/4396/3/Dissertacao%20Camila%20Suliani%20Raota.pdf.txtaeec8ae39b7db8de3b5a3bd08bd55f00MD53THUMBNAILDissertacao Camila Suliani Raota.pdf.jpgDissertacao Camila Suliani Raota.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1348https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/4396/4/Dissertacao%20Camila%20Suliani%20Raota.pdf.jpg2151fe583988677539c4541be82dc059MD5411338/43962020-02-26 14:29:00.389oai:repositorio.ucs.br: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ório de Publicaçõeshttp://repositorio.ucs.br/oai/requestopendoar:2024-05-06T09:59:32.758866Repositório Institucional da UCS - Universidade de Caxias do Sul (UCS)false
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