Síntese e caracterização de ferritas não dopadas e dopadas com Mn a partir de baterias Zn-MnO2 exauridas e suas aplicações catalíticas

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dc.contributor.advisor-co1Lelis, Maria de Fátima Fontes
dc.contributor.advisor1Freitas, Marcos Benedito José Geraldo de
dc.contributor.authorBarrada, Renan Vicente
dc.contributor.referee1Silva Filho, Eloi Alves da
dc.contributor.referee2Almeida, Luiz Carlos Pimentel
dc.date.accessioned2018-08-01T21:58:48Z
dc.date.available2018-08-01
dc.date.available2018-08-01T21:58:48Z
dc.date.issued2017-03-28
dc.description.abstractIn this current research, non-doped ferrites (Fe2O3/Fe3O4) and ferrites doped with manganese (MnFe2O4(R)) were synthesized using commercial reagents (MnFe2O4(B)) and manganese recovered from spend Zn-MnO2 batteries. The cathode of spend Zn-MnO2 batteries consists mainly of MnO2 and Mn3O4 according to X-ray diffraction (XRD) analysis. Analysis by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) detected the presence of zinc from the anode of the batteries. The cathode manganese was leached with 0.5 molL-1 nitric acid and used as a dopant in the synthesis of MnFe2O4(B) ferrites. The synthesized materials presented characteristics of MnFe2O4, according to X-ray diffraction (XRD). The ferrites were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). In the micrographs it was verified that the materials presented particles and agglomerates with varied and irregular geometry in nanoscale. By X-ray dispersive energy (EDS) spectrometry analysis coupled to the SEM, the composition of the synthesized ferrite particles could be analyzed. It obtained the peaks of Fe and O in the sample of Fe2O3/Fe3O4, and Fe, Mn and O in the samples of MnFe2O4(R) and MnFe2O4(B). The chemical composition of ferrites was determined by dichromatometry for iron and flame atomic absorption spectrometry (F AAS) for manganese and obtaine that 66.6% of Fe to Fe2O3/Fe3O4, 56.6% of Fe and 11.5% Mn for MnFe2O4(R), and 61.5% Fe and 4.5% Mn for MnFe2O4(B). The ferrites were catalytically evaluated in the discoloration of the methylene blue dye through the heterogeneous photo Fenton process, obtaining 15.6%, 98% and 92% of dye discoloration using Fe2O3/Fe3O4, MnFe2O4(R) and MnFe2O4(B) respectively, in 120 minutes of reaction.
dc.description.resumoNo presente estudo, foram sintetizadas ferritas sem dopagem (Fe2O3/Fe3O4) e ferritas dopadas com manganês (MnFe2O4(R)) a partir de reagentes comerciais, bem como (MnFe2O4(B)) a partir de manganês recuperado de pilhas de Zn-MnO2 exauridas. O cátodo de pilhas Zn-MnO2 utilizado é constituído principalmente por MnO2 e Mn3O4, de acordo com análises de difratometria de raios-X (DRX). Análise por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) detecta a presença de zinco advindo do ânodo das pilhas. O manganês do cátodo foi lixiviado com ácido nítrico 0.5 molL-1 e utilizado como dopante na síntese de ferritas MnFe2O4(B). Os materiais sintetizados apresentaram características de MnFe2O4, de acordo com a difratometria de raios-X (DRX). As ferritas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Nas micrografias verificou-se que os materiais apresentaram partículas e aglomerados em escala nanométrica com geometria variada e irregular. Pela análise de espectrometria de energia dispersiva de raios-X (EDS) acoplada ao MEV pôde-se observar a composição das partículas da ferritas sintetizadas. Obteve os picos de Fe e O na amostra de Fe2O3/Fe3O4 e de Fe, Mn e O nas mostras de MnFe2O4(R) e MnFe2O4(B). A composição química das ferritas foi determinada por dicromatometria para ferro e espectrometria de absorção atômica de chama (F AAS) para manganês, sendo de 66,6 % de Fe para a Fe2O3/Fe3O4, 56,6 % de Fe e 11,5 % de Mn para MnFe2O4(R) e 61,5 % de Fe e 4,5 % de Mn para MnFe2O4(B). As ferritas foram avaliadas cataliticamente na descoloração do corante azul de metileno através do processo foto Fenton heterogêneo, obtendo-se 15,6 %, 98 % e 92 % de descoloração do corante usando Fe2O3/Fe3O4, MnFe2O4(R) e MnFe2O4(B) respectivamente, em 120 minutos de reação.
dc.formatText
dc.identifier.citationBARRADA, Renan Vicente. Síntese e caracterização de ferritas não dopadas e dopadas com Mn a partir de baterias Zn-MnO2 exauridas e suas aplicações catalíticas. 2017. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2017.
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/7343
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química
dc.rightsopen access
dc.subjectPilhas Zn-MnO2por
dc.subjectFerrita dopada com manganêspor
dc.subjectCaracterizaçãopor
dc.subjectProcesso foto Fenton heterogêneopor
dc.subject.br-rjbnEletroquímica
dc.subject.cnpqQuímica
dc.subject.udc54
dc.titleSíntese e caracterização de ferritas não dopadas e dopadas com Mn a partir de baterias Zn-MnO2 exauridas e suas aplicações catalíticas
dc.typemasterThesis
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