Nas últimas décadas, pesquisas científicas preocupadas em diminuir os impactos da poluição na atmosfera, além de desenvolver tecnologias limpas, que geram menos resíduos, tornaram-se cada vez mais intensas. Dentre estes poluentes, destacam-se os metais, uma vez que alguns são extremamente tóxicos, mesmo em concentrações extremamente baixas. As indústrias de mineração, as termoelétricas, as de galvanoplastia e os curtumes, são as indústrias que mais produzem efluentes com metais tóxicos originários de seus processos.  

A calorimetria é uma técnica utilizada para determinar a variação de energia envolvida nas interações que ocorrem na interface sólido/líquido. O conhecimento do tipo de espécie adsorvida e da sua energia de interação pode fornecer subsídios para um detalhamento dos sítios da superfície. Alguns estudos de adsorção têm sido realizados através de métodos calorimétricos, para determinação dos parâmetros termodinâmicos destes sistemas.

Este trabalho tem como objetivo modificar a celulose com butilenodiamina na presença mínima de solvente e aplicar o material final na remoção de cobre de meio aquoso e determinação dos parâmetros termodinâmicos.

Uma amostra de 10,0 g de celulose foi ativada a 353 K por 12 h e suspensa em 200,0 cm³ de DMF, onde foram adicionados lentamente 35,0 cm³ de cloreto de tionila, à 353 K, sob agitação mecânica. Após o fim da adição a solução continuou sob agitação nesta mesma temperatura durante 4 h e em seguida foi lavada com solução aquosa de NH₄OH para neutralizar o pH do meio, seguido de lavagem e o sólido foi separado por filtração e seco à vácuo à temperatura ambiente. Em seguida, uma amostra de 1,0 g da celulose clorada (CelCl) reagiu com 7,50 cm³ de butilenodiamina, utilizando 10,0 cm³ de água como solvente, sob refluxo e com agitação mecânica por 4 h, e o material foi filtrado e o sólido final seco.

O material final foi caracterizado por análise elementar, FTIR e RMN ¹³C, e aplicado na remoção de cobre onde 20 mg foram colocados em contato com 25 cm³ de soluções de cobre de concentrações variadas e conhecidas, sendo as concentrações iniciais e finais determinadas por ICP-OES. A titulação calorimétrica foi realizada num sistema microcalorimétrico isotérmico LKB 2277, através da determinação do efeito de diluição (∆dilQ) e do  efeito de titulação (∆titQ), cuja diferença obtêm-se o calor resultante da interação pela expressão Σ∆rQ = Σ[(∆titQ) - (∆dilQ)].

A celulose foi clorada e em seguida modificada com butilenodiamina na presença mínima de solvente (10,0 cm³), devido não ter conseguido obter o material na ausência de solvente, com 1,85 + 0,11 % de nitrogênio imobilizado, correspondendo a 0,66 + 0,04 mmol g^-1. Através do FTIR para a celulose modificada observa-se um aumento na intensidade e o deslocamento da banda em 1631 cm^-1 da celulose clorada para 1637 cm^-1 devido a deformação angular de grupos aminos (δ NH₂). Ocorre também uma diminuição significativa nas bandas entre 760 e 700 cm^-1, correspondente a substituição do cloro da celulose clorada por grupos aminos, uma vez que estas bandas correspondem a ν C-Cl. No espectro de RMN ¹³C para a celulose modificada, observa-se um alargamento no pico em 44 ppm, referente ao carbono 6 da estrutura original da celulose e aos carbonos primários e o surgimento de um novo pico em aproximadamente 27 ppm, que correspondem aos carbonos secundários da butilenodiamina . O material foi aplicado na remoção de cobre, onde houve a remoção de 0,32 + 0,03 mmol g^-1. Os valores encontrados para as interações na interface sólido/líquido mostraram favoráveis para o sistema, cujo valores são: para entalpia - 15,13 + 0,02 J mol^-1, entropia 9 + 2 J mol^-1 K^-1 e energia livre de Gibbs - 17,4 + 0,7 kJ mol^-1.

A celulose foi modificada com a butilenodiamina na presença mínima de solvente, cujo sucesso da reação foi comprovado através das caracterizações. Esta celulose foi aplicada na remoção de cobre em meio aquoso, mostrando assim a efetividade do material e que a partir das determinações calorimétricas há um favorecimento no processo de remoção de meio aquoso.