Nanocircularity in Agriculture with BioC-Dots: Vinasse-Derived Carbon-Dots and Their Usage as Potential Metal Ion Sensors
ACS OmegaVol 10/Issue 33
August 16, 2025
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.4c11597
- Ulisses N. de Morais
- Eralci M. Therézio
- Ailton J. Terezo
- Adriano B. Siqueira
Abstract:
A indústria de refino de cana-de-açúcar é fundamental para a produção de açúcar e de etanol combustível. No entanto, à medida que a demanda por esses produtos aumentou, também aumentou a geração de resíduos, sendo a vinhaça o principal poluente. Este estudo investiga o potencial da vinhaça como matéria-prima para a produção de pontos de carbono (BioC-dots), um produto de alto valor agregado.
A aplicação dos BioC-dots sintetizados na detecção de íons metálicos ainda não havia sido explorada. Nanocarbonos luminescentes (BioC-dots) foram sintetizados com sucesso a partir de vinhaça por meio de um método de síntese verde e caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão (TEM), espectroscopia UV–vis e espectroscopia de fotoluminescência, que revelaram um rendimento quântico de 2,5% a 19%.
As curvas TG-DTA e os espectros FTIR revelaram um comportamento térmico notável, bem como os principais grupos funcionais presentes na superfície dos nanocarbonos. A interação entre metais e os BioC-dots em solução demonstrou seu potencial como sensores eficazes para íons de cobalto e zinco em ambientes aquosos, com limites de detecção de 13,57 e 18,22 mmol L⁻¹, respectivamente.
Abstract:
The sugar cane refining industry is crucial in producing sugar and biofuel ethanol. However, as demand for these products has grown, so has the generation of waste, with vinasse emerging as the primary pollutant. This study investigates the potential of utilizing vinasse as a raw material to produce carbon dots (BioC-dots), a high-value product. Application of the synthesized BioC-dots in metal ion detection is yet to be explored. Luminescent nanocarbons (BioC-dots) were successfully synthesized from vinasse using a green synthesis method and characterized through transmission electron microscopy (TEM) imaging, UV–vis spectroscopy, and photoluminescence spectroscopy, which revealed a quantum yield ranging from 2.5% to 19%. TG-DTA curves and FTIR spectra revealed a remarkable thermal behavior and main functional groups of the surface of nanocarbon. The interaction of metals with BioC-dots in solution demonstrated their potential as effective sensors for cobalt and zinc ions in aqueous environments, showing detection limits of 13.57 and 18.22 mmol L–1, respectively.
