This thesis focused on the comprehension about the interactions between polydopamine (PDA) and cellulose esters or ethers. Such interactions enabled to explore the development of efficient adsorbents to treat synthetic and real wastes. The Chapter 1 comprises the physicochemical aspects regarding the effect of the surface energy of different substrates on the adhesion of PDA on them. The favorable interactions between PDA and cellulose acetate butyrate (CAB) led to the creation of PDA coated microbeads of CAB, which proved to be efficient adsorbents for caffeine from aqueous solutions. The results from the Chapter 1 inspired a study to better understand the interactions between CAB and caffeine, which is presented in the Chapter 2. The main findings reported the miscibility between the functional groups of CAB and caffeine and the sustained release of caffeine from CAB/caffeine films. The Chapter 3 shows the combination of sugarcane bagasse microparticles and hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) mediated by PDA to form adsorbents chemically and mechanically stable in aqueous medium. The high content of sugarcane bagasse microparticles (83 wt%) was challenging, but the adhesive properties of PDA helped keeping the particles together and HPMC provided plasticity to mold the adsorbents. The adsorbents were efficient towards the removal of dye (methylene blue), bisphenol A and to separate oil from water. The Chapter 4 presents the creation of adsorbents based on sugarcane bagasse microparticles (83wt%) and carboxymethyl cellulose (CMC) mediated by PDA. These adsorbents were successfully applied to treat the waste of undergraduate laboratory, which is a complex mixture of 17 metal ions at pH 1. The relevance of this study is the demonstration that the adsorbents were produced predominantly with agrowaste and efficiently treated a real waste from an undergraduate laboratory.

Esta tese teve como principal objetivo o estudo das interações entre polidopamina (PDA) e ésteres ou éteres de celulose. Essas interações permitiram explorar o desenvolvimento de adsorventes eficientes para tratar resíduos sintéticos e reais. O Capítulo 1 aborda os aspectos físico-químicos relacionados ao efeito da energia de superfície de diferentes substratos na adesão da PDA sobre eles. As interações favoráveis entre PDA e butirato acetato de celulose (CAB) levaram à criação de microesferas de CAB revestidas com PDA, que provaram ser adsorventes eficientes para cafeína em soluções aquosas. Os resultados do Capítulo 1 inspiraram um estudo para entender melhor as interações entre CAB e cafeína, que é apresentado no Capítulo 2. Os principais resultados relatam a miscibilidade entre os grupos funcionais de CAB e cafeína e a liberação controlada de cafeína em filmes micrométricos de CAB/cafeína. O Capítulo 3 mostra a combinação de micropartículas de bagaço de cana-de-açúcar e hidroxipropilmetil celulose (HPMC) com PDA para formar adsorventes com estabilidade química e mecânica em meio aquoso. O alto teor de micropartículas de bagaço de cana-de-açúcar (83 (m/m) %) foi um desafio, mas as propriedades adesivas da PDA ajudaram a manter as partículas unidas e o HPMC forneceu plasticidade para moldar os adsorventes. Os adsorventes foram eficientes na remoção de corante (azul de metileno), bisfenol A e na separação de óleo em uma mistura óleo/água. O Capítulo 4 apresenta a criação de adsorventes à base de micropartículas de bagaço de cana (83 wt%) e carboximetilcelulose (CMC) mediados por PDA. Esses adsorventes foram aplicados com sucesso no tratamento do resíduo do laboratório de graduação, que é uma mistura complexa de 17 íons metálicos em pH 1. A relevância deste estudo está na demonstração de que os adsorventes foram produzidos predominantemente com resíduos agrícolas e trataram eficientemente um resíduo real de um laboratório de graduação.