Natural cellulose as a solution to remediate aldehyde volatile organic compounds in air pollution

Abstract

Los Compuestos Orgánicos Volátiles (VOCs) aldehídos son moléculas tóxicas comúnmente liberadas a la atmósfera por una variedad de fuentes antropogénicas, agravando de manera considerable la contaminación ambiental. En Ecuador, los VOCs presentes en la contaminación del aire son un inductor importante para varias enfermedades respiratorias, cardiovasculares y neurológicas. Basado en el creciente interés en el desarrollo de materiales sostenibles y amigables con el medio ambiente para la descontaminación del aire contaminado con VOCs, la celulosa se ha convertido en un posible importante candidato. Sin embargo, hoy existe una falta de entendimiento sobre las propiedades fisicoquímicas que afectan la adsorción de VOCs, y el efecto que tiene la fuente de extracción en estas características intrínsecas del material. El presente estudio se centró en la evaluación de fibras de celulosa no modificadas extraídas de fuentes naturales de Ecuador como posibles descontaminantes de VOCs. La espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), el análisis termogravimétrico (TGA), la difracción de rayos X (XRD), las mediciones de adsorción de Brunauer, Emmett y Teller (BET) y los métodos de microscopía electrónica de barrido (SEM) se utilizaron para caracterizar las propiedades fisicoquímicas de las fibras aisladas. Varios trabajos de investigación sugieren que los micro- y nanomateriales modificados con aminas son agentes adecuados para la captura de VOCs. Por ello, se realizaron modificaciones superficiales de la fibra natural F28 con recubrimiento de polietilenimina (PEI) para demostrar una mayor eficacia de adsorción. Los ensayos de cromatografía de gases (GC) demostraron que las fibras de celulosa no modificadas adsorbían los VOCs aldehídos, como el hexanal, alcanzando una reducción de hasta 56.42 ± 7.30%. Además, GC demostró efectivamente que el recubrimiento electrostático de la superficie de la muestra de celulosa F28 con pequeñas cantidades de PEI mejoró sus capacidades de remediación de VOCs (es decir, 98.12 ± 1.18%). Los resultados demostraron que la fuente natural de extracción puede afectar las propiedades de las fibras aisladas para la captura del hexanal, y que estos materiales, de hecho, suponen una solución ecológica para la remediación efectiva de los VOCs aldehídos en la contaminación aérea.