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Título: Uso de biocompósito de nanofibras de PBAT eletrofiadas e bactérias do gênero bacillus anexadas para a biorremediação de corantes têxteis
Título(s) alternativo(s): Use of biocomposite of electrospun PBAT nanofibers and attached bacteria of the genus bacillus for the bioremediation of textile dyes
Autor(es): Dias, André Marcos Souza Silva
Orientador(es): Corradini, Elisangela
Palavras-chave: Biorremediação
Polímeros
Corantes
Indústria têxtil
Bioremediation
Polymers
Colorings matter
Textile industry
Data do documento: 26-Fev-2026
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Londrina
Citação: DIAS, Andre Marcos Souza Silva. Uso de biocompósito de nanofibras de PBAT eletrofiadas e bactérias do gênero bacillus anexadas para a biorremediação de corantes têxteis. 2026. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2026.
Resumo: A indústria têxtil apresenta como um dos seus mais frequentes poluentes os corantes, que por sua vez, caso não sejam devidamente tratados, podem causar poluição em águas e em seres vivos, com efeitos prejudiciais à saúde. Neste contexto, o uso de materiais biocompósitos, como filme bacteriano anexado em fibras poliméricas se apresentam como alternativa ecologicamente amigável para biorremediação destes corantes. O presente estudo utilizou biocompósitos de PBAT (poli(butileno adipato-co-tereftalato) com bactérias Bacillus cereus group UELAsF2.2 para tratamento dos corantes têxteis verde de malaquita e azul de metileno, bem como para estudar as características morfológicas e químicas do biocompósito e do polímero utilizado. As fibras de PBAT foram obtidas pela técnica de eletrofiação. A formação do biocompósito polímero/bactéria ocorreu pela anexação das bactérias na superfície das fibras por meio de submersão da manta de fibras em solução bacteriana por 3 dias. Os ensaios de biorremediação foram realizados por design experimental Box-Behnken com fatores tempo de descoloração (horas), massa de fibra (mg) e concentração de corante (mg/L), e respostas porcentagem de descoloração e atividade enzimática para lacase. Foram analisados o reuso do material e o crescimento bacteriano. As análises morfológicas foram realizadas por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados do planejamento indicaram descoloração máxima de 98,1% para o verde de malaquita, com otimização dos parâmetros em 53,6 h, 11 mg e 16 mg/L, com teste de validação apresentando descoloração muito próxima. O azul de metileno alcançou descoloração máxima de 99,2% e com otimização dos parâmetros em 17,3 h, 8,4 mg e 15,2 mg/L, com teste de validação apresentando 96% de descoloração. Foi possível utilizar o biocompósito por 5 ciclos sem perda apreciável de capacidade de descoloração, sendo esta a maior vantagem do uso deste tipo de material. Por meio de MEV foi possível observar a presença de células bacterianas na superfície das fibras, além da presença de elementos químicos dos corantes após contato com o biocompósito. A FTIR confirmou a presença de grupos químicos típicos de biofilme após a anexação bacteriana, como hidroxilas, e de grupos químicos dos corantes, apresentando estiramentos de amina terciária e presença de estiramentos típicos de ligações de anel benzênico. Conclui-se que os biocompósitos formados possuem capacidade de biorremediação dos dois corantes estudados, com destaque para a capacidade de uso do material por diversos ciclos de biorremediação.
Abstract: The textile industry cites dyes as one of its most frequent pollutants, which, if not properly treated, can cause water pollution and harm to living organisms, with detrimental health effects. In this context, the use of biocomposite materials, such as bacterial films attached to polymer fibers, presents itself as an environmentally friendly alternative for the bioremediation of these dyes. This study used PBAT (poly(butylene adipate-co-terephthalate)) biocomposites with Bacillus cereus group UELAsF2.2 bacteria to treat the textile dyes malachite green and methylene blue, as well as to study the morphological and chemical characteristics of the biocomposite and the polymer used. PBAT fibers were obtained by electrospinning. The polymer/bacteria biocomposite was formed by attaching the bacteria to the fiber surface through submersion of the fiber mat in a bacterial solution for 3 days. Bioremediation assays were performed using a Box-Behnken experimental design with factors of decolorization time (hours), fiber mass (mg), and dye concentration (mg/L), and responses of percentage of decolorization and enzymatic activity for laccase. Material reuse and bacterial growth were analyzed. Morphological analyses were performed using scanning electron microscopy (SEM). The results of the design indicated... Malachite green achieved a maximum discoloration of 98.1%, with parameter optimization at 53.6 h, 11 mg, and 16 mg/L, with validation tests showing very similar discoloration. Methylene blue achieved a maximum discoloration of 99.2%, with parameter optimization at 17.3 h, 8.4 mg, and 15.2 mg/L, with validation tests showing 96% discoloration. The biocomposite could be used for 5 cycles without appreciable loss of discoloration capacity, which is the greatest advantage of using this type of material. SEM revealed the presence of bacterial cells on the fiber surface, as well as the presence of chemical elements from the dyes after contact with the biocomposite. FTIR confirmed the presence of typical biofilm chemical groups after bacterial attachment, such as hydroxyls, and chemical groups from the dyes, showing tertiary amine stretching and the presence of stretching. typical of benzene ring linkages. It is concluded that the biocomposites formed have the capacity for bioremediation of the two dyes studied, with emphasis on the ability of the material to be used for several bioremediation cycles.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39557
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