Síntese a partir de baterias exauridas de íon-Li e Zn-MnO2 de Fe3O4, CoFe2O4 e ZnFe2O4 e suas aplicações como catalisadores nas reações de foto Fenton heterogêneo

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dc.contributor.advisor-co1Lelis, Maria de Fátima Fontes
dc.contributor.advisor1Freitas, Marcos Benedito José Geraldo de
dc.contributor.authorMoura, Mayra Nicoli
dc.contributor.referee1Ferreira, Rafael Queiroz
dc.contributor.referee2Sena, Denise Rocco
dc.date.accessioned2018-08-01T21:58:48Z
dc.date.available2018-08-01
dc.date.available2018-08-01T21:58:48Z
dc.date.issued2017-03-22
dc.description.abstractCathode cobalt of the lithium-ion battery (LIBs) depleted of Samsumg®cell phones was recycled as cobaltdoped ferrite. Anode zinc of alkaline batteries (Zn-MnO2) Duracell®AA was recycled for the formation of zincdoped ferrite. The ferrites were applied as catalysts in heterogeneous photo Fenton reactions for the discoloration of the blue dye of methylene. The X-ray diffraction (XRD) analysis revealed the formation of ferrites spinel no doped, cobalt doped and zinc doped. With the aid of the techniques: scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM), it was verified that the no doped, cobalt doped and zinc doped ferrites form agglomerates of nanometric particles. By the analysis of Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP OES) and Flame Atomic Absorption Spectroscopy (FAAS) it was possible to determine the concentrations of the metals present in the ferrites. The cobalt concentrations were 70.0 ± 4.0 mg.g-1and 65.0 ± 2.0mg.g-1in cobalt doped ferrites from analytical reagent and lithium-ion battery, respectively. The zinc concentrations in the zinc doped ferrites from the analytical reagent and the alkaline battery were respectively 26.0 ± 1.0mg.g-1and 89.0 ± 4.0mg.g-1. The optimized condition for the discoloration of the dye was evaluated by a factorial planning. The best condition for the catalytic reaction using CoFe2O4as catalyst was pH 3.0, 30 mg of catalyst and 8 mL of H2O2, obtaining the percentage of degradation efficiency equal to 61.5%, 87.3% and 87.7% for no doped ferrite, cobalt doped from analytical reagents and cobalt doped from Li-ion and CoFe2O4-LIBs leached solution, respectively, after 420 minutes. The doping improved the discoloration efficiency of the methylene blue solution. The best optimized experimental condition for ZnFe2O4was pH 6.0, 30 mg of catalyst and 8 mL of H2O2, with discoloration efficiency in the study of 45.9%, 92.2% and37.0% for no doped ferrite, zincdoped from analytical reagent and zinc doped from leached alkaline battery, after 240 minutes of reaction
dc.description.resumoCobalto do cátodo das baterias de íon lítio (LIBs) exauridas de telefones celulares Samsumg® foi reciclado como ferrita dopada com cobalto. O zinco do ânodo das pilhas alcalinas (Zn-MnO2) Duracell® AA foi reciclado para a formação da ferrita dopada com zinco. As ferritas foram aplicadas como catalisadores em reações foto Fenton heterogêneo para a descoloração do corante azul de metileno. Pela análise de difração de Raios-X (DRX) identificou-se formação de ferritas não dopadas, dopada com cobalto e dopada com zinco do tipo espinélio. Com auxilio das técnicas: microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET) verificou-se que as ferritas não dopadas, dopada com cobalto e dopada com zinco formam aglomerados de partículas nanométricas. Pelas análises de espectroscopia de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) e espectro de absorção atômica com chama (F AAS) foi possível determinar as concentrações dos metais presentes nas ferritas. As concentrações de cobalto foram 70,0 ± 4,0 mg.g-1 e 65,0 ± 2,0 mg.g-1 nas ferritas dopadas com cobalto a partir de reagente analítico e da bateria de íon lítio, respectivamente. As concentrações de zinco nas ferritas dopadas com zinco a partir de reagente analítico e da pilha alcalina, respectivamente foram iguais 26,0 ± 1,0 mg.g-1 e 89,0 ± 4,0 mg.g-1. A condição otimizada para a descoloração do corante foi avaliada por um planejamento fatorial. A melhor condição para reação catalítica usando como catalisador CoFe2O4 foi pH 3,0, 30 mg de catalisador e 8 mL de H2O2, obtendo a porcentagem de eficiência de degradação igual a 61,5%, 87,3% e 87,7% para ferrita não dopada, dopada com cobalto a partir de reagentes analíticos e dopada com cobalto a partir da solução lixiviada da bateria de íon-Li e CoFe2O4-LIBs, respectivamente, após 420 minutos. A dopagem melhorou a eficiência da descoloração da solução de azul de metileno. A melhor condição experimental otimizada para ZnFe2O4 foi 30 mg de catalisador, 8 mL de H2O2 em pH 6,0. A eficiência de descoloração obtida foi igual a 45,9%, 92,2% e 37,0% para ferrita não dopada, dopada com zinco a partir de reagente analítico e dopada com zinco a partir da lixiviação da pilha alcalina, após 240 minutos de reação.
dc.formatText
dc.identifier.citationMOURA, Mayra Nicoli. Síntese a partir de baterias exauridas de íon-Li e Zn-MnO2 de Fe3O4, CoFe2O4 e ZnFe2O4 e suas aplicações como catalisadores nas reações de foto Fenton heterogêneo. 2017. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2017.
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/7342
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.subjectRecyclingeng
dc.subjectHeterogeneous Photo Fentoneng
dc.subjectAlkaline batteryeng
dc.subjectFoto fentonpor
dc.subjectFerritapor
dc.subjectReciclagempor
dc.subjectPilha alcalinapor
dc.subject.br-rjbnMetais - Reaproveitamento
dc.subject.br-rjbnBaterias de lítio
dc.subject.cnpqQuímica
dc.subject.udc54
dc.titleSíntese a partir de baterias exauridas de íon-Li e Zn-MnO2 de Fe3O4, CoFe2O4 e ZnFe2O4 e suas aplicações como catalisadores nas reações de foto Fenton heterogêneo
dc.typemasterThesis
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