Obtención de nanofibras de celulosa a partir del raquis de banano aplicado en la remoción de azul de metileno

Abstract

En los últimos años, el desarrollo de materiales sostenibles y la exploración de alternativas para reducir la contaminación en los sistemas acuáticos han cobrado una importancia significativa. Esta investigación se centra en la producción de nanofibras de celulosa (NFC) a partir de un residuo agrícola, concretamente el raquis de banano, con el objetivo de utilizarlas como material adsorbente para el azul de metileno (AM). Para la obtención de NFC, se implementó un único método de extracción basado en un proceso químico, el cual incluye un blanqueado y la hidrólisis ácida. Las nanofibras resultantes fueron identificadas como: NFC. La caracterización del material se realizó a través de FTIR, la determinación del pH del punto de carga cero (pHpzc), SEM, y estudios destinados a evaluar la eficiencia de adsorción de AM. La caracterización de FTIR reveló varios picos característicos de las nanofibras de celulosa en su composición química y estructura. Destacando el pico 3333.32 cm-1 que es ancho y fuerte corresponde a la vibración de estiramiento del enlace O-H de los grupos hidroxilo (-OH) presentes en la celulosa. También el pico 2885.94 cm-1 que se asigna a la vibración de estiramiento del enlace C-H de los grupos metileno presentes en la cadena de celulosa. Además, se utilizó microscopía electrónica de barrido, observándose nanofibras con una gran variabilidad en morfología y tamaño. El estudio de pH refleja que a pH 6 el material adsorbente NFC tiene mayor capacidad de atraer iones positivos resultando beneficioso para la adsorción del azul de metileno, consecuentemente el material adsorbente presentó la mejor remoción del 77.98%. En el estudio de fuerza iónica se determinó que el porcentaje de adsorción de azul de metileno disminuyó de 57.08% a 2.29% conforme la concentración de NaCl aumentaba de 0 a 0.15 M. Los hallazgos de este trabajo indican que los residuos lignocelulósicos del raquis de banano que usualmente son descartados, pueden servir como una materia prima para producir materiales adsorbentes de bajo costo. Dado que Ecuador es un país exportador de banano y solo utiliza aproximadamente el 25 % de la biomasa, quedando sin usar casi el 75 % de la cosecha, se considera viable emplear estos residuos. Esto los convierte en una fuente renovable, sostenible y rentable para la obtención de materiales adsorbentes destinados a la eliminación de AM y diversos contaminantes más.