Síntese de ferritas dopadas com cobre a partir da reciclagem de baterias de íon-Li (CuFe2O4-LiBs) e suas aplicações na descoloração do corante azul de metileno pelo processo de foto Fenton heterogêneo e como pseudocapacitor eletroquímico

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rocha, Ana Kelly Simões
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
Texto Completo: http://repositorio.ufes.br/handle/10/10781
Resumo: In this study, a co-precipitation method was used for the synthesis of Fe2O3/Fe3O4and CuFe2O4-A from commercial reagents and CuFe2O4-LiB from recycled copper from the current collector of a lithium-ion battery (LiBs). X-ray diffraction identified the tetragonal structure of CuFe2O4-LiB. Scanning electron microscopy and transmission electron microscopy showed agglomerates of spherical nanometric particles. The photocatalytic properties were analyzed by monitoring methylene blue (MB) discoloration in a heterogeneous photo-Fenton process in the presence of solar radiation. The ideal conditions for MBdiscoloration, determined using a factorial design, were 10 mg CuFe2O4, pH7 and 0.3 molL -1and H2O2. The efficiency of the discoloration was 96.1% in 45 minutes of reaction. Analysis of the MBsolution after discoloration showed a reduction of 32.3% in chemical oxygen demand (COD) after 105 minutes of reaction. Ion chromatography detected formic and acetic acids as MBdegradation products and the inductively coupled plasma optical emission spectrometry showed the presence of iron and copper ions in the treated solution (system I) at concentrations acceptable under the legislation. CuFe2O4-LiB has been shown to be an efficient catalyst for discoloration/degradation of MBby heterogeneous photo-Fenton reactions. Cyclic voltammetry was used for the electrochemical characterization of CuFe2O4-LiB electrodes. CuFe2O4-LiB electrodes showed high reversibility, charge efficiency and a specific capacitance of 2.4 F.g-1(10.0 mV.s-1), which are favorable characteristics for pseudocapacitors. This study investigated the multifunctionality of CuFe2O4-LiB as a photocatalyst for the discoloration and degradation of MBdye under solar radiation and as a pseudocapacitor. Therefore, this study is of scientific, economic, environmental and social interest
id UFES_48569c56655471ce17ee6e3e56d713c4
oai_identifier_str oai:repositorio.ufes.br:10/10781
network_acronym_str UFES
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
repository_id_str 2108
spelling Lelis, Maria de Fátima FontesFreitas, Marcos Benedito José Geraldo deRocha, Ana Kelly SimõesAthayde, Geisamanda Pedrini BrandãoSena, Denise Rocco de2019-03-11T12:43:55Z2019-03-112019-03-11T12:43:55Z2018-03-14In this study, a co-precipitation method was used for the synthesis of Fe2O3/Fe3O4and CuFe2O4-A from commercial reagents and CuFe2O4-LiB from recycled copper from the current collector of a lithium-ion battery (LiBs). X-ray diffraction identified the tetragonal structure of CuFe2O4-LiB. Scanning electron microscopy and transmission electron microscopy showed agglomerates of spherical nanometric particles. The photocatalytic properties were analyzed by monitoring methylene blue (MB) discoloration in a heterogeneous photo-Fenton process in the presence of solar radiation. The ideal conditions for MBdiscoloration, determined using a factorial design, were 10 mg CuFe2O4, pH7 and 0.3 molL -1and H2O2. The efficiency of the discoloration was 96.1% in 45 minutes of reaction. Analysis of the MBsolution after discoloration showed a reduction of 32.3% in chemical oxygen demand (COD) after 105 minutes of reaction. Ion chromatography detected formic and acetic acids as MBdegradation products and the inductively coupled plasma optical emission spectrometry showed the presence of iron and copper ions in the treated solution (system I) at concentrations acceptable under the legislation. CuFe2O4-LiB has been shown to be an efficient catalyst for discoloration/degradation of MBby heterogeneous photo-Fenton reactions. Cyclic voltammetry was used for the electrochemical characterization of CuFe2O4-LiB electrodes. CuFe2O4-LiB electrodes showed high reversibility, charge efficiency and a specific capacitance of 2.4 F.g-1(10.0 mV.s-1), which are favorable characteristics for pseudocapacitors. This study investigated the multifunctionality of CuFe2O4-LiB as a photocatalyst for the discoloration and degradation of MBdye under solar radiation and as a pseudocapacitor. Therefore, this study is of scientific, economic, environmental and social interestNeste estudo, foi utilizado um método de co-precipitação para a síntese de Fe2O3/ Fe3O4 e CuFe2O4-A a partir de reagentes comerciais e CuFe2O4-LiB a partir de cobre reciclado do coletor de corrente de uma bateria de íon lítio (LiBs). A difração de raios X identificou a estrutura tetragonal de CuFe2O4-LiB. A microscopia eletrônica de varredura e a microscopia eletrônica de transmissão mostraram aglomerados de partículas esféricas nanométricas. As propriedades fotocatalíticas foram analisadas monitorando a descoloração do azul de metileno (AM) em um processo foto-Fenton heterogêneo na presença de radiação solar. As condições ideais para a descoloração de AM, determinadas usando um planejamento fatorial, foram 10 mg de CuFe2O4, pH 7 e 0,3 mol.L-1 e H2O2. A eficiência da descoloração foi de 96,1% em 45 minutos de reação. A análise da solução de AM após a descoloração mostrou uma redução de 32,3% na demanda química de oxigênio (DQO) após 105 minutos de reação. A cromatografia de íons detectou ácidos fórmicos e acéticos como produtos de degradação de AM e a espectrometria de emissão óptica de plasma indutivamente acoplada mostrou a presença de íons de ferro e cobre na solução tratada (sistema I) em concentrações aceitáveis pela legislação. A CuFe2O4-LiB mostrou ser um catalisador eficiente para a descoloração/degradação de AM por reações de foto-Fenton heterogênea. A voltametria cíclica foi utilizada para a caracterização eletroquímica de eletrodos compostos por CuFe2O4-LiB. Os eletrodos CuFe2O4-LiB mostraram grande reversibilidade, eficiência de carga e uma capacitância específica de 2,4 F.g-1 (10,0 mV.s-1), que são características favoráveis para pseudocapacitores. Este estudo investigou a multifuncionalidade de CuFe2O4-LiB como fotocatalisador para a descoloração e degradação de corante AM sob radiação solar e como pseudocapacitor. Portanto, este estudo é de interesse científico, econômico, ambiental e social.TextROCHA, Ana Kelly Simões. Síntese de ferritas dopadas com cobre a partir da reciclagem de baterias de íon-Li (CuFe2O4-LiBs) e suas aplicações na descoloração do corante azul de metileno pelo processo de foto Fenton heterogêneo e como pseudocapacitor eletroquímico. 2017. 78 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal do Espírito Santo, Centro de Ciências Exatas, Vitória, 2017.http://repositorio.ufes.br/handle/10/10781porUniversidade Federal do Espírito SantoMestrado em QuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUFESBRCentro de Ciências ExatasLithium-ion batteriesPhoto Fenton heterogeneousMethylene blueDiscolorationRecyclingPseudocapacitorsFerrite doped with copperBaterias de íon lítioFoto Fenton heterogêneAzul de metilenoDescoloraçãoReciclagemPseudocapacitoresFerrita dopada com cobreCatálise heterogêneaReaproveitamento (Sobras, refugos, etc.)Degradação ambientalEletroquímicaQuímica54Síntese de ferritas dopadas com cobre a partir da reciclagem de baterias de íon-Li (CuFe2O4-LiBs) e suas aplicações na descoloração do corante azul de metileno pelo processo de foto Fenton heterogêneo e como pseudocapacitor eletroquímicoSynthesis of coper-doped ferrites from recycling of Li-ion batteries (CuFe2O4-Libs) and their applications in the discoloration of the methylene blue dye by the heterogeneous hoto fenton process and as electrochemical pseudocapacitadorinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESORIGINALAna Kelly Simões Rocha.pdfapplication/pdf2036447http://repositorio.ufes.br/bitstreams/cf2bae82-cb08-436b-84a2-57118c6bf75c/downloaddf011ee25c552d2b4f591e05d7314e4fMD5110/107812024-06-28 17:52:21.771oai:repositorio.ufes.br:10/10781http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-07-11T14:27:50.832086Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
dc.title.none.fl_str_mv Síntese de ferritas dopadas com cobre a partir da reciclagem de baterias de íon-Li (CuFe2O4-LiBs) e suas aplicações na descoloração do corante azul de metileno pelo processo de foto Fenton heterogêneo e como pseudocapacitor eletroquímico
dc.title.alternative.none.fl_str_mv Synthesis of coper-doped ferrites from recycling of Li-ion batteries (CuFe2O4-Libs) and their applications in the discoloration of the methylene blue dye by the heterogeneous hoto fenton process and as electrochemical pseudocapacitador
title Síntese de ferritas dopadas com cobre a partir da reciclagem de baterias de íon-Li (CuFe2O4-LiBs) e suas aplicações na descoloração do corante azul de metileno pelo processo de foto Fenton heterogêneo e como pseudocapacitor eletroquímico
spellingShingle Síntese de ferritas dopadas com cobre a partir da reciclagem de baterias de íon-Li (CuFe2O4-LiBs) e suas aplicações na descoloração do corante azul de metileno pelo processo de foto Fenton heterogêneo e como pseudocapacitor eletroquímico
Rocha, Ana Kelly Simões
Lithium-ion batteries
Photo Fenton heterogeneous
Methylene blue
Discoloration
Recycling
Pseudocapacitors
Ferrite doped with copper
Baterias de íon lítio
Foto Fenton heterogêne
Azul de metileno
Descoloração
Reciclagem
Pseudocapacitores
Ferrita dopada com cobre
Química
Catálise heterogênea
Reaproveitamento (Sobras, refugos, etc.)
Degradação ambiental
Eletroquímica
54
title_short Síntese de ferritas dopadas com cobre a partir da reciclagem de baterias de íon-Li (CuFe2O4-LiBs) e suas aplicações na descoloração do corante azul de metileno pelo processo de foto Fenton heterogêneo e como pseudocapacitor eletroquímico
title_full Síntese de ferritas dopadas com cobre a partir da reciclagem de baterias de íon-Li (CuFe2O4-LiBs) e suas aplicações na descoloração do corante azul de metileno pelo processo de foto Fenton heterogêneo e como pseudocapacitor eletroquímico
title_fullStr Síntese de ferritas dopadas com cobre a partir da reciclagem de baterias de íon-Li (CuFe2O4-LiBs) e suas aplicações na descoloração do corante azul de metileno pelo processo de foto Fenton heterogêneo e como pseudocapacitor eletroquímico
title_full_unstemmed Síntese de ferritas dopadas com cobre a partir da reciclagem de baterias de íon-Li (CuFe2O4-LiBs) e suas aplicações na descoloração do corante azul de metileno pelo processo de foto Fenton heterogêneo e como pseudocapacitor eletroquímico
title_sort Síntese de ferritas dopadas com cobre a partir da reciclagem de baterias de íon-Li (CuFe2O4-LiBs) e suas aplicações na descoloração do corante azul de metileno pelo processo de foto Fenton heterogêneo e como pseudocapacitor eletroquímico
author Rocha, Ana Kelly Simões
author_facet Rocha, Ana Kelly Simões
author_role author
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Lelis, Maria de Fátima Fontes
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Freitas, Marcos Benedito José Geraldo de
dc.contributor.author.fl_str_mv Rocha, Ana Kelly Simões
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Athayde, Geisamanda Pedrini Brandão
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Sena, Denise Rocco de
contributor_str_mv Lelis, Maria de Fátima Fontes
Freitas, Marcos Benedito José Geraldo de
Athayde, Geisamanda Pedrini Brandão
Sena, Denise Rocco de
dc.subject.eng.fl_str_mv Lithium-ion batteries
Photo Fenton heterogeneous
Methylene blue
Discoloration
Recycling
Pseudocapacitors
Ferrite doped with copper
topic Lithium-ion batteries
Photo Fenton heterogeneous
Methylene blue
Discoloration
Recycling
Pseudocapacitors
Ferrite doped with copper
Baterias de íon lítio
Foto Fenton heterogêne
Azul de metileno
Descoloração
Reciclagem
Pseudocapacitores
Ferrita dopada com cobre
Química
Catálise heterogênea
Reaproveitamento (Sobras, refugos, etc.)
Degradação ambiental
Eletroquímica
54
dc.subject.por.fl_str_mv Baterias de íon lítio
Foto Fenton heterogêne
Azul de metileno
Descoloração
Reciclagem
Pseudocapacitores
Ferrita dopada com cobre
dc.subject.cnpq.fl_str_mv Química
dc.subject.br-rjbn.none.fl_str_mv Catálise heterogênea
Reaproveitamento (Sobras, refugos, etc.)
Degradação ambiental
Eletroquímica
dc.subject.udc.none.fl_str_mv 54
description In this study, a co-precipitation method was used for the synthesis of Fe2O3/Fe3O4and CuFe2O4-A from commercial reagents and CuFe2O4-LiB from recycled copper from the current collector of a lithium-ion battery (LiBs). X-ray diffraction identified the tetragonal structure of CuFe2O4-LiB. Scanning electron microscopy and transmission electron microscopy showed agglomerates of spherical nanometric particles. The photocatalytic properties were analyzed by monitoring methylene blue (MB) discoloration in a heterogeneous photo-Fenton process in the presence of solar radiation. The ideal conditions for MBdiscoloration, determined using a factorial design, were 10 mg CuFe2O4, pH7 and 0.3 molL -1and H2O2. The efficiency of the discoloration was 96.1% in 45 minutes of reaction. Analysis of the MBsolution after discoloration showed a reduction of 32.3% in chemical oxygen demand (COD) after 105 minutes of reaction. Ion chromatography detected formic and acetic acids as MBdegradation products and the inductively coupled plasma optical emission spectrometry showed the presence of iron and copper ions in the treated solution (system I) at concentrations acceptable under the legislation. CuFe2O4-LiB has been shown to be an efficient catalyst for discoloration/degradation of MBby heterogeneous photo-Fenton reactions. Cyclic voltammetry was used for the electrochemical characterization of CuFe2O4-LiB electrodes. CuFe2O4-LiB electrodes showed high reversibility, charge efficiency and a specific capacitance of 2.4 F.g-1(10.0 mV.s-1), which are favorable characteristics for pseudocapacitors. This study investigated the multifunctionality of CuFe2O4-LiB as a photocatalyst for the discoloration and degradation of MBdye under solar radiation and as a pseudocapacitor. Therefore, this study is of scientific, economic, environmental and social interest
publishDate 2018
dc.date.issued.fl_str_mv 2018-03-14
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2019-03-11T12:43:55Z
dc.date.available.fl_str_mv 2019-03-11
2019-03-11T12:43:55Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv ROCHA, Ana Kelly Simões. Síntese de ferritas dopadas com cobre a partir da reciclagem de baterias de íon-Li (CuFe2O4-LiBs) e suas aplicações na descoloração do corante azul de metileno pelo processo de foto Fenton heterogêneo e como pseudocapacitor eletroquímico. 2017. 78 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal do Espírito Santo, Centro de Ciências Exatas, Vitória, 2017.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/handle/10/10781
identifier_str_mv ROCHA, Ana Kelly Simões. Síntese de ferritas dopadas com cobre a partir da reciclagem de baterias de íon-Li (CuFe2O4-LiBs) e suas aplicações na descoloração do corante azul de metileno pelo processo de foto Fenton heterogêneo e como pseudocapacitor eletroquímico. 2017. 78 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal do Espírito Santo, Centro de Ciências Exatas, Vitória, 2017.
url http://repositorio.ufes.br/handle/10/10781
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv Text
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
Mestrado em Química
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Química
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFES
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro de Ciências Exatas
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
Mestrado em Química
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron:UFES
instname_str Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron_str UFES
institution UFES
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/bitstreams/cf2bae82-cb08-436b-84a2-57118c6bf75c/download
bitstream.checksum.fl_str_mv df011ee25c552d2b4f591e05d7314e4f
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1813022594142568448