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Abstract:
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A indústria do limão Tahiti gera uma grande quantidade de cascas como subproduto que, na maioria das vezes, acabam descartadas ou com pouco aproveitamento. Esse desperdício representa um problema ambiental e uma perda de valor econômico. No entanto, essas cascas são ricas em compostos orgânicos, como ácido cítrico, que podem ser utilizados na produção de carbon dots, nanomateriais com propriedades fluorescentes com aplicações promissoras em sensores e embalagens. Transformar esse resíduo em produto de alto valor agregado é uma forma de reduzir impactos ambientais e contribui para maior sustentabilidade, alinhando-se à economia circular. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo determinar a umidade da casca de limão seca e triturada e analisar a influência dos parâmetros tempo e temperatura na síntese de carbono dots, bem como o seu espectro de absorção de luz e o cálculo do seu band gap. As cascas foram sanitizadas com hipoclorito de sódio (100 ppm) e secas em estufa a 60°C por 24 h. Após secagem, foram trituradas e realizado o teor de umidade determinado pelo método gravimétrico. A síntese dos CDs foi realizada por via hidrotermal assistida por micro-ondas, utilizando 0,5 g do pó de casca em 5 mL de água deionizada, submetidos a aquecimento em reator de micro-ondas nas temperaturas de 180°C e 190°C, por tempos de 20, 25 e 30 minutos. Após reação, as amostras foram filtradas (filtro PTFE 0,22 µm) e secas a 80°C por 24 h. A caracterização óptica foi feita por espectroscopia UV-Vis (200–800 nm), com preparo de soluções e diluições seriadas para aplicação da Lei de Lambert-Beer. O band gap foi determinado a partir da equação de Tauc, e os dados analisados por ANOVA e teste de Tukey (p < 0,05), em triplicata. A determinação da umidade na casca do limão revelou valores médios de 71,27%±2,01% (base úmida). Na análise por espectroscopia, a temperatura de 190°C foi mais eficaz na síntese do que a de 180°C. Enquanto em 180°C a carbonização se mostrou mais dependente do tempo, resultando em menor absorvância e maior variação entre as amostras, em 190°C foi promovida uma carbonização mais completa. Isso resultou em CDs com maior intensidade de absorção e propriedades ópticas mais estáveis, independente do tempo de reação. A análise do cálculo do band-gap revelou que a temperatura de 190°C melhora as propriedades ópticas, mas reduz o rendimento. A amostra de 190°C por 30 minutos teve o maior band-gap(2,93 eV), mas o menor rendimento (28,55%). Isso sugere que a maior temperatura, embora melhore a qualidade dos CDs, causa maior degradação da biomassa. Em contraste, a condição de 180°C por 30 minutos alcançou o maior rendimento (36,76%), mas com menor band-gap(2,50 eV), indicando menor carbonização. A otimização das condições de síntese é crucial, pois é necessário encontrar um equilíbrio entre a qualidade óptica dos carbon dots e o rendimento da produção, de acordo com a aplicação final. |
