La cellulose nanocristalline (CNC) est naturelle, durable et renouvelable – en un mot, écologique – et peut jouer également un rôle direct dans la dépollution !
Les matériaux à base de nanocellulose sont de plus en plus étudiés en tant que matériaux durables pour l’assainissement de l’environnement. Les nanocristaux de cellulose se sont révélés être des adsorbants très efficaces pour divers contaminants et polluants, notamment les colorants, les métaux lourds, les produits pharmaceutiques, les huiles et les gaz toxiques.
Les nanocristaux de cellulose portent des groupes de surface anioniques qui ont une grande affinité pour les colorants et les métaux lourds. Cet article examine l’utilisation de la CNC dans l’élimination des colorants et des métaux lourds des eaux usées et des environnements aquatiques contaminés :
Raj et al. ont découvert que les nanocristaux de cellulose étaient des adsorbants efficaces pour le colorant bleu de méthylène en raison de leur chimie de surface – les groupes hydroxyles peuvent interagir avec les molécules de colorant par liaison hydrogène et forces de van der Waals, ce qui améliore l’adsorption du colorant – et de leur surface spécifique élevée.
La cellulose nanocristalline et du charbon de bois modifié ont été combinés par Rahman et al. afin de créer un adsorbant composite permettant d’éliminer le colorant orange de méthyle des eaux usées. Le composite a démontré une capacité d’absorption et une sélectivité élevées pour les colorants et les métaux lourds, notamment le nickel, le plomb, le chrome, le cadmium et le cobalt, en raison de l’interaction entre les nanocristaux de cellulose et le charbon de bois, qui crée une surface d’adsorption élevée. Le composite a également conservé sa stabilité et son efficacité à différents niveaux de pH et à différentes concentrations de contaminants.
Li et al. ont modifié les nanocristaux de cellulose avec du fer nano zéro valent (nZVI; voir l’image ci-dessus) et les ont utilisés pour dégrader le tétrabromobisphénol A (TBBPA), un contaminant environnemental persistant, montrant une efficacité d’élimination de 96,5 %. L’amélioration des performances a été attribuée encore une fois à l’augmentation de la capacité d’adsorption et à l’efficacité de la livraison d’électrons facilitée par l’interface CNC/nZVI. Les nanocristaux de cellulose facilitent aussi la dispersion du nZVI et fournissent des sites actifs pour l’ancrage du nZVI, augmentant ainsi la surface disponible pour l’adsorption du TBBPA.
Finalement, Deng et al. ont constaté que la bentonite modifiée par des nanocristaux de cellulose améliorait l’élimination du Cr(VI) grâce à une combinaison synergique d’échange d’ions, de liaison hydrogène, d’interactions électrostatiques et d’encombrement stérique qui améliore la capacité d’adsorption du minéral. La modification du minéral avec la cellulose nanocristalline a augmenté sa surface et créé une structure poreuse, permettant une adsorption plus efficace des ions de chrome.
Les propriétés des nanocristaux de cellulose telles que leur surface spécifique élevée et leurs interactions électrostatiques avec les substrats et les molécules contaminantes peuvent mener à des effets synergiques, ce qui leur permet d’éliminer efficacement un large éventail de contaminants. Leur capacité à être modifiés chimiquement et combinés avec d’autres matériaux améliore également leurs capacités d’adsorption et leurs propriétés fonctionnelles, ce qui en fait des candidats prometteurs pour cibler davantage de polluants dans le cadre de diverses applications de dépollution de l’environnement.
Testez la cellulose nanocristalline dans vos applications et commandez dès maintenant un échantillon gratuit de CelluRodsTM !
Pour plus d’informations, veuillez consulter les articles complets :
Sustainable removal of methylene blue dye from textile effluent by using cellulose nanocrystals extracted from sugarcane bagasse – en anglais seulement.
Removal of dye and heavy metals from industrial wastewater by activated charcoal-banana rachis cellulose nanocrystal composites filter – en anglais seulement.
Biomass-derived cellulose nanocrystals modified nZVI for enhanced tetrabromobisphenol A (TBBPA) removal – en anglais seulement.
Cellulose nanocrystals intercalated clay biocomposite for rapid Cr(VI) removal – en anglais seulement.
A propos de CelluForce
CelluForce fabrique et commercialise des nanocristaux de cellulose et des solutions formulées à base de nanocellulose pour aider les fabricants du monde entier à améliorer l’empreinte environnementale et les performances techniques de leurs produits.
