Doctorado en Ciencias con mención en Química

Obtención y modificación química de celulosa extraída de residuos de Kapok (Ceiba pentandra) para la adsorción de Pb2+ en medios acuosos La presencia de iones metálicos son una gran amenaza tanto para la salud de los seres humanos como para los ecosistemas, pues los iones metálicos son tóxicos aún en bajas concentraciones, no pueden ser degradados biológica ni químicamente y solo pueden ser modificados o transformados de un estado de oxidación a otro por lo que, al no poder degradarse, pueden concentrarse a lo largo de la cadena trófica ocasionando su bioacumulación. El presente proyecto de investigación buscara dotar a la celulosa con la capacidad selectiva de sorción hacia el ion metálico Pb2+ en medio acuoso, ya que al modificar la celulosa con ligandos que contienen grupos sulfuro y amino como la tiosemicarbazida y L-cisteína podrían sorber al ion Pb2+ de manera selectiva. La obtención de celulosa se realizará a partir de residuos de la industria del Kapok, brindándole un valor agregado a estos restos con un enfoque de economía circular. Además, se plantea emplear metodologías ambientalmente amigables como el uso de microondas y bacterias. El proyecto de investigación se desarrollará en tres etapas: 1) Primera etapa: se evaluarán las rutas de obtención de celulosa más eficiente empleando tres metodologías. a) Proceso químico convencional con algunas modificaciones. b) Extracción de celulosa con líquidos eutécticos profundos asistida vía microondas. c) Obtención de celulosa bacteriana. Se caracterizará la celulosa obtenida por estas tres metodologías empleando espectroscopía infrarroja por reflectancia total atenuada (ATR) para identificar los grupos funcionales de la celulosa, difracción de rayos X (DRX) para evaluar la cristalinidad de la celulosa obtenida, resonancia magnética nuclear (RMN) de protón y carbono para verificar la estructura de la celulosa, análisis elemental, espectroscopía Raman y análisis termogravimétrico. 2) Segunda etapa: se realizará la modificación de la celulosa obtenida previamente con los ligandos tiosemicarbazida y L-cisteína. Se caracterizará la celulosa modificada empleando espectroscopía infrarroja por reflectancia total atenuada (ATR) para identificar los grupos funcionales de la celulosa modificada, espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS) para evaluar los estados electrónicos de los elementos químicos (C, N y S), así mismo se empleará el análisis elemental para identificar el contenido de los elementos esenciales (C, H, O, N y S). 3) Tercera etapa: se evaluará el proceso de adsorción del ion metálico Pb2+ en medio acuoso con la celulosa modificada en agua que emulen las características de las aguas superficiales. Además, se evaluará la selectividad frente a otros iones metálicos, así como los ciclos de sorción-desorción de la celulosa modificada.

ROJAS CARDENAS ,JORGE DAVID