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Projeto de reator fotocatalítico e produção de catalisador à base de cobalto recuperado de baterias íon-lítio exauridas: aplicação na degradação de corante têxtil
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/666300
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Schmitz, Ana Paula de Oliveira | - |
| Autor(es): dc.contributor | Antoniolli, Edilio Moacir | - |
| Autor(es): dc.contributor | Schmitz, Ana Paula de Oliveira | - |
| Autor(es): dc.contributor | Steffen, Vilmar | - |
| Autor(es): dc.contributor | Guimarães, Jeconias Rocha | - |
| Autor(es): dc.creator | Antoniolli, Camila de Abreu | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2022-02-21T22:01:59Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2022-02-21T22:01:59Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2021-10-26 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2021-10-26 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2021-05-21 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26218 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/666300 | - |
| Descrição: dc.description | In the present work, the objective was to recover cobalt from exhausted lithium-ion batteries for application in the degradation of reactive blue 5G dye and the design of a solar photocatalytic reactor. The cathodic material taken from cell phone batteries and the catalyst produced were characterized by the techniques TXRF, FTIR, Raman, DRX, MEV and N2 Physisorption, indicating the formation of a compound based on cobalt oxide. The produced catalyst (Co-Ox) was applied in the photocatalysis process for the degradation of the reactive blue 5G dye. The photocatalysis tests were conducted in a batch reactor with UV light, where the potential for degradation of the Co-Ox catalyst was evaluated. An experimental DCCR 22 planning was employed to evaluate the operational conditions of catalyst dosage and adsorption time that maximize the degradation of the dye. The kinetic tests of photocatalysis, photolysis and catalysis were performed under the best conditions indicated by the experimental planning, with an adsorption time of 19 min and catalyst dosage of 1.53 g L-1 for the degradation of 200 mL of a reactive blue 5G dye solution, with pH 2,0 and initial concentration of 100 mg L-1. Dye degradation was determined from the concentration evaluated by absorbance readings on a UV-Vis spectrophotometer (614 nm) in the range of 0 to 240 min of reaction. An evaluation of the influence of pH on the dye degradation rate was also carried out. For this, the Co-Ox catalyst was used and the pH values used in the tests were: 2,0, 2,5 and 3,0. It was found that the acid medium (pH 2,0) is the condition that most favors the hotocatalysis process in the degradation of the reactive blue 5G dye. To describe the experimental data of the catalysis and photocatalysis, the Langmuir-Hinshelwood model was suggested, which presented a good fit to the experimental data, indicating kinetic constant values of 0.042 ± 0.008 min-1 and 0.065 ± 0.008 min-1 for the catalysis and photocatalysis processes, respectively. The solar photocatalytic reactor showed a good performance in the degradation of the reactive blue 5G dye. With this, this study highlights the application of a material from the recycling of a solid waste containing toxic materials and attributes it to the possibility of use in industrial liquid effluent treatment processes. | - |
| Descrição: dc.description | No presente trabalho, teve-se como objetivo a recuperação de cobalto a partir de baterias íon-lítio exauridas para aplicação na degradação do corante azul reativo 5G e o projeto de um reator fotocatalítico solar. O material catódico retirado das baterias de aparelhos celulares e o catalisador produzido foram caracterizados pelas técnicas TXRF, FTIR, Raman, DRX, MEV e Fisissorção de N2, sendo indicada a formação de um composto a base de óxido de cobalto. O catalisador produzido (Co-Ox) foi aplicado no processo de fotocatálise para a degradação do corante azul reativo 5G. Os ensaios de fotocatálise foram conduzidos em um reator batelada de bancada com luz UV, onde avaliou-se o potencial de degradação do catalisador Co-Ox. Foi empregado um planejamento experimental DCCR 22 para que fossem avaliadas as condições operacionais de dosagem de catalisador e tempo de adsorção que maximizam a degradação do corante. Os ensaios cinéticos de fotocatálise, fotólise e catálise foram realizados nas melhores condições apontadas pelo planejamento experimental, sendo tempo de adsorção de 19 min e dosagem de catalisador 1,53 g L-1 para a degradação de 200 mL de uma solução de corante azul reativo 5G, com pH 2,0 e concentração inicial de 100 mg L-1. A degradação do corante foi determinada a partir da concentração avaliada por leituras em espectrofotômetro UV-Vis (614 nm) no intervalo de 0 a 240 min de reação. Realizou-se, também a avaliação da influência do pH na taxa de degradação do corante. Para isso, utilizou-se o catalisador Co-Ox e empregou-se nos ensaios os valores de pH: 2,0, 2,5 e 3,0. Constatou-se o meio ácido (pH 2,0) é a condição que mais favorece o processo de fotocatálise na degradação do corante azul reativo 5G. Para descrever os dados experimentais da catálise e fotocatálise, sugeriu-se o modelo de Langmuir-Hinshelwood, que apresentou bom ajuste aos dados experimentais, indicando valores de constante cinética de 0,042 ± 0,008 min-1 e de 0,065 ± 0,008 min-1 para os processos de catálise e fotocatálise, respectivamente. O reator fotocatalítico solar apresentou bom funcionamento na degradação do corante azul reativo 5G. Com isto, este estudo destaca a aplicação de um material proveniente da reciclagem de um resíduo sólido contendo materiais tóxicos e o atribui a possibilidade de utilização em processos de tratamento de efluentes líquidos industriais. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Idioma: dc.language | pt_BR | - |
| Publicador: dc.publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná | - |
| Publicador: dc.publisher | Francisco Beltrao | - |
| Publicador: dc.publisher | Brasil | - |
| Publicador: dc.publisher | Engenharia Química | - |
| Publicador: dc.publisher | UTFPR | - |
| Direitos: dc.rights | openAccess | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Reaproveitamento (Sobras, refugos, etc.) | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Fotocatálise | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Corantes | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Recycling (Waste, etc.) | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Photocatalysis | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Colorings matter | - |
| Palavras-chave: dc.subject | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA | - |
| Título: dc.title | Projeto de reator fotocatalítico e produção de catalisador à base de cobalto recuperado de baterias íon-lítio exauridas: aplicação na degradação de corante têxtil | - |
| Título: dc.title | Design of photocatalytic reactor and production of cobalt-based catalyst recovered from exhausted lithium-ion batteries: application in the degradation of textile dye | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositorio Institucional da UTFPR - RIUT | |
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