Additive manufacturing of graphene oxide-functionalized polylactic acid (PLA) adsorbent for diuron removal

A presença de contaminantes emergentes, como o diuron, em corpos hídricos demanda o desenvolvimento de tecnologias de tratamento eficientes. Nesse cenário, a adsorção destaca-se por sua elevada eficiência, especialmente com o uso do óxido de grafeno (GO), um nanomaterial com excepcional capacidade adsortiva para compostos orgânicos. Embora a adsorção utilizando GO seja altamente promissora devido à sua elevada afinidade química, a dificuldade de recuperação do nanomaterial em pó gera riscos de contaminação secundária. Como solução tecnológica, este estudo propõe a imobilização do GO em uma matriz de ácido polilático (PLA) por meio da manufatura aditiva via Fused Granular Fabrication (FGF), visando combinar elevado desempenho adsortivo com facilidade de manuseio. Foram desenvolvidas e caracterizadas quatro composições contendo entre 0,25 e 1,50% em massa de GO. A incorporação do nanomaterial atuou como agente nucleante, aumentando a cristalinidade do PLA de 13,25% para até 46,62%, além de melhorar sua estabilidade térmica. O compósito contendo 0,50% de GO apresentou o melhor equilíbrio mecânico, em termos de rigidez e resistência. Nos ensaios de remoção de diuron, a amostra com 0,25% de GO destacou-se pela eficiência técnica e econômica, alcançando mais de 70% de remoção e capacidade adsortiva de 25,08 mg g⁻¹ (pH 3; 2 h). A cinética seguiu o modelo de pseudo-primeira ordem, e o equilíbrio foi ajustado pela isoterma de Sips (R² = 0,99 e 0,97, respectivamente), indicando um mecanismo de fisissorção. Os resultados confirmam que a tecnologia FGF supera as limitações de separação do GO, proporcionando estabilidade estrutural ao compósito. O material mostrou-se altamente viável para aplicação no tratamento de água, sendo recomendados estudos futuros em sistemas de leito fixo para a otimização dos parâmetros operacionais.