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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28893
Título: | Produção de catalisador a partir das pilhas zinco-carbono exauridas e avaliação na degradação fotocatalítica do corante vermelho reativo 4B |
Título(s) alternativo(s): | Production of catalyst from depleted zinc-carbon batteries and evaluation of photocatalitic degradation of reactive red dye 4B |
Autor(es): | Vanderlinde, Larissa Godinho |
Orientador(es): | Schmitz, Ana Paula de Oliveira |
Palavras-chave: | Acumuladores Lixo eletrônico - Reaproveitamento Catalisadores Corantes Storage batteries Electronic waste - Recycling Catalysts Colorings matter |
Data do documento: | 10-Dez-2021 |
Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
Câmpus: | Francisco Beltrao |
Citação: | VANDERLINDE, Larissa Godinho. Produção de catalisador a partir das pilhas zinco-carbono exauridas e avaliação na degradação fotocatalítica do corante vermelho reativo 4B. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2021. |
Resumo: | No presente trabalho, estudou-se a recuperação do zinco a partir de pilhas zinco-carbono exauridas para a aplicação na degradação do corante vermelho reativo 4B. O catalisador sintetizado (C-Zn) ainda foi submetido a caracterizações FTIR, MEV e DRX, para obtenção de informações acerca da estrutura e morfologia do material. O C-Zn foi utilizado como catalisador em ensaios de degradação do corante vermelho reativo 4B com concentração inicial de 100 mg L-1 utilizando técnicas de fotólise, catálise e fotocatálise. Afim de verificar as melhores condições operacionais, foram realizados ensaios cinéticos de degradação alterando o valor de pH inicial da solução, tempo para a etapa de adsorção e dosagem de catalisador utilizado. As condições operacionais indicadas foram para pH 7, dosagem de catalisador de 1 g L-1 e tempo para etapa de adsorção de 15 minutos. O processo de fotocatálise apresentou-se como a melhor proposta de degradação, verificando-se degradação de aproximadamente 80% com 180 minutos de operação. Analisando a cinética de degradação om o modelo matemático de pseudoprimeira ordem, encontrou-se valor de R2 de até 0,972 para pH 11. Foi observada velocidade de reação similar para valores de pH de 2, 3, 5, 7 e 9, chegando a 0,012 min-1. Para ensaios de reuso do catalisador, observou-se que não houve perdas significativas na eficiência catalítica do C-Zn, possibilitando o uso em mais de um ciclo de degradação do corante vermelho reativo 4B. Em ensaio realizado em sistema batelada utilizando luz solar como fonte de fotoativação do catalisador ZnO, foi possível observar taxa de degradação superior a 60%. Neste contexto, o trabalho apresentou a potencialidade na recuperação de metais a partir de pilhas, emprego de logística reversa e possibilidade de aplicação de produtos recuperados no tratamento de efluentes líquidos, preservando recursos hídricos e o ecossistema. |
Abstract: | In the present work, the recovery of zinc from depleted zinc-carbon cells for application in the degradation of the reactive red dye 4B was studied. The synthesized catalyst (C-Zn) was also submitted to FTIR, MEV and DRX characterizations, to obtain information about the structure and morphology of the material. C-Zn was used as a catalyst in degradation tests of the reactive red dye 4B with an initial concentration of 100 mg L-1 using photolysis, catalysis and photocatalysis techniques. In order to verify the best operational conditions, kinetic degradation tests were carried out, changing the initial pH value of the solution, time for the adsorption step and dosage of the catalyst used. The indicated operating conditions were for pH 7, catalyst dosage of 1 g L-1 and time for adsorption step of 15 minutes. The photocatalysis process presented itself as the best degradation proposal, verifying approximately 80% degradation with 180 minutes of operation. Analyzing the degradation kinetics with the pseudo-first order mathematical model, an R2 value of up to 0.972 for pH 11 was found. Similar reaction speed was observed for pH values of 2, 3, 5, 7 and 9, reaching 0.012 min-1. For catalyst reuse tests, it was observed that there were no significant losses in the catalytic efficiency of C-Zn, allowing the use in more than one degradation cycle of the reactive red dye 4B. In a test carried out in batch using sunlight as a source of photoactivation of the ZnO catalyst, it was possible to observe a degradation rate higher than 60%. In this context, the work presented the potential for the recovery of metals from batteries, the use of reverse logistics and the possibility of applying recovered products in the treatment of effluents, preserving water resources and the ecosystem. |
URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28893 |
Aparece nas coleções: | FB - Engenharia Química |
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