Síntese de NiFe2O4 a partir do níquel reciclado de baterias Ni-MH e suas aplicações multifuncionais como um catalisador em processos foto Fenton e como um pseudocapacitor eletroquímico

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Magnago, Luma Barbosa
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/10/7348
Resumo: In this study, a co-precipitation method was used for the synthesis of undoped ferrites (Fe2O3/Fe3O4-R) and nickel-doped ferrites from nickel reagents (NiFe2O4-R) and from nickel recycled from spent nickel–metal hydride (Ni-MH) batteries (NiFe2O4-B). Ferrite structure and composition were confirmed by X-ray diffraction (XRD), energy dispersive X-ray (EDX) and inductively coupled plasma optical emission spectrometry(ICP-OES). Scanning electron microscopy (SEM) showed agglomerated particles of different sizes and shapes and the transmission electron microscopy (TEM) revealed spherical particles of 50 nm. Ferrites are a multifunctional material that can be used as a catalyst and pseudocapacitor. The catalytic properties of ferrites were analyzed by measuring the decolorization of methylene blue (MB) in a photo-Fenton process under solar radiation. The experimental design ranked ferrites in the following order of MB decolorization efficiency: NiFe2O4-B = NiFe2O4-R > Fe2O3/Fe3O4-R. Using NiFe2O4-B, MB solutions were decolorizedwith more than 90% efficiency in 90 min. ICP-OES analyzes of the solution contained indetected concentrations of (0.00057 ± 0.00067) mg L-1of nickel ions and undetected concentration of ironions. The concentrations of nickel and iron ions arelower than the standard effluent release concentrations indicated CONAMA resolution 430/2011. NiFe2O4-B ferritedoes not transfer metals ions present in its composition to the solution. Analysis of the MB solution by ion chromatography after the NiFe2O4-B-catalyzed decolorization showed the presence of formic, acetic, and propionic acids.Pseudocapacitive properties, analyzed by cyclic voltammetry, showed that NiFe2O4-B have higher charge efficiency (84.3%) when compared with NiFe2O4-R (65.5%) and Fe2O3/Fe3O4-R (57%) after 1000 cycles. Ferrite NiFe2O4-B is an efficient catalyst for MB degradation andas pseudocapacitor
id UFES_5efccd177f96fb3b1fa58456f86cfd2e
oai_identifier_str oai:repositorio.ufes.br:10/7348
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 deMagnago, Luma BarbosaAthayde, Geisamanda Pedrini BrandãoAlmeida, Luiz Carlos Pimentel2018-08-01T21:58:49Z2018-08-012018-08-01T21:58:49Z2018-03-16In this study, a co-precipitation method was used for the synthesis of undoped ferrites (Fe2O3/Fe3O4-R) and nickel-doped ferrites from nickel reagents (NiFe2O4-R) and from nickel recycled from spent nickel–metal hydride (Ni-MH) batteries (NiFe2O4-B). Ferrite structure and composition were confirmed by X-ray diffraction (XRD), energy dispersive X-ray (EDX) and inductively coupled plasma optical emission spectrometry(ICP-OES). Scanning electron microscopy (SEM) showed agglomerated particles of different sizes and shapes and the transmission electron microscopy (TEM) revealed spherical particles of 50 nm. Ferrites are a multifunctional material that can be used as a catalyst and pseudocapacitor. The catalytic properties of ferrites were analyzed by measuring the decolorization of methylene blue (MB) in a photo-Fenton process under solar radiation. The experimental design ranked ferrites in the following order of MB decolorization efficiency: NiFe2O4-B = NiFe2O4-R > Fe2O3/Fe3O4-R. Using NiFe2O4-B, MB solutions were decolorizedwith more than 90% efficiency in 90 min. ICP-OES analyzes of the solution contained indetected concentrations of (0.00057 ± 0.00067) mg L-1of nickel ions and undetected concentration of ironions. The concentrations of nickel and iron ions arelower than the standard effluent release concentrations indicated CONAMA resolution 430/2011. NiFe2O4-B ferritedoes not transfer metals ions present in its composition to the solution. Analysis of the MB solution by ion chromatography after the NiFe2O4-B-catalyzed decolorization showed the presence of formic, acetic, and propionic acids.Pseudocapacitive properties, analyzed by cyclic voltammetry, showed that NiFe2O4-B have higher charge efficiency (84.3%) when compared with NiFe2O4-R (65.5%) and Fe2O3/Fe3O4-R (57%) after 1000 cycles. Ferrite NiFe2O4-B is an efficient catalyst for MB degradation andas pseudocapacitorNeste trabalho, o método de co-precipitação foi utilizado para a síntese de ferritas não dopadas (Fe2O3/Fe3O4-R) e dopadas com níquel a partir de reagentes comerciais (NiFe2O4-R) e a partir do níquel reciclado de baterias de níquel hidreto-metálico (Ni-MH) exauridas (NiFe2O4-B). A estrutura e composição das ferritas foi confirmada por difratometria de raios X (DRX), espectroscopia dispersiva de raios X (EDX) e espectrometria com plasma indutivamente acoplado (ICP OES). A microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostrou que as ferritas são formadas por partículas aglomeradas de diferentes tamanhos e formatos e a microscopia eletrônica de transmissão (MET) revelou partículas esféricas de 50 nm, aproximadamente. Ferritas são materiais multifuncionais que podem ser utilizados como catalisadores e pseudocapacitores. A propriedade catalítica das ferritas foi analisada através da descoloração do corante azul de metileno (AM) pelo processo foto Fenton heterogêneo utilizando radiação solar. O planejamento experimental apontou as ferritas na seguinte ordem referente a eficiência de descoloração do corante: NiFe2O4-B = NiFe2O4-R > Fe2O3/Fe3O4-R. Utilizando a NiFe2O4-B, a solução do AM foi descolorida com mais de 90% de eficiência em 90 minutos. A análise por ICP OES da solução final após descoloração com a NiFe2O4-B indicou uma concentração de (0,00057 ± 0,00067) L-1 de íons de níquel e não detectou-se íons de ferro. As concentrações de íons de níquel e de ferro estão abaixo do recomendado pela resolução 430/2011 do CONAMA para o descarte de efluentes. NiFe2O4-B não transfere íons metálicos presentes em sua composição para a solução. Na solução final também foram identificados os ácidos fórmico, acético e propiônico por cromatografia de íons (CI). A propriedade pseudocapacitiva das ferritas foi analisada por voltametria cíclica (VC) e mostrou que a NiFe2O4-B possui maior eficiência de carga (84,3%) quando comparada com as ferritas NiFe2O4-R (65,5%) e Fe2O3/Fe3O4-R (57%) após 1000 ciclos. A ferrita NiFe2O4-B é um eficiente catalisador na degradação do corante AM e ainda pode ser utilizado como um pseudocapacitor eletroquímico.TextMAGNAGO, Luma Barbosa. Síntese de NiFe2O4 a partir do níquel reciclado de baterias Ni-MH e suas aplicações multifuncionais como um catalisador em processos foto Fenton e como um pseudocapacitor eletroquímico. 2018. 72 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal do Espírito Santo, Centro de Ciências Exatas, Vitória, 2018.http://repositorio.ufes.br/handle/10/7348porUniversidade Federal do Espírito SantoMestrado em QuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUFESBRCentro de Ciências ExatasRecyclingNi-MH batteriesFerritesDecolorizationMethylene blueReciclagemBaterias Ni-MHFerritaSolar FentonDescoloraçãoAzul de metilenoReaproveitamento (Sobras, refugos, etc.)Resíduos industriaisCorantesQuímica54Síntese de NiFe2O4 a partir do níquel reciclado de baterias Ni-MH e suas aplicações multifuncionais como um catalisador em processos foto Fenton e como um pseudocapacitor eletroquímicoSynthesis of NiFe2O4 from nickel recycled from spent Ni-MH batteries and its multifunctional applications as a catalyst in a photo-Fenton process and as an electrochemical pseudocapacitorinfo: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:UFESORIGINALLuma Barbosa Magnago.pdfapplication/pdf1956140http://repositorio.ufes.br/bitstreams/edb27101-e0bf-48cc-84e5-61e3e9c7d27d/download16d722634803eabf0f76fd98302d22f7MD5110/73482024-06-28 17:52:22.69oai:repositorio.ufes.br:10/7348http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-07-11T14:29:38.968772Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
dc.title.none.fl_str_mv Síntese de NiFe2O4 a partir do níquel reciclado de baterias Ni-MH e suas aplicações multifuncionais como um catalisador em processos foto Fenton e como um pseudocapacitor eletroquímico
dc.title.alternative.none.fl_str_mv Synthesis of NiFe2O4 from nickel recycled from spent Ni-MH batteries and its multifunctional applications as a catalyst in a photo-Fenton process and as an electrochemical pseudocapacitor
title Síntese de NiFe2O4 a partir do níquel reciclado de baterias Ni-MH e suas aplicações multifuncionais como um catalisador em processos foto Fenton e como um pseudocapacitor eletroquímico
spellingShingle Síntese de NiFe2O4 a partir do níquel reciclado de baterias Ni-MH e suas aplicações multifuncionais como um catalisador em processos foto Fenton e como um pseudocapacitor eletroquímico
Magnago, Luma Barbosa
Recycling
Ni-MH batteries
Ferrites
Decolorization
Methylene blue
Reciclagem
Baterias Ni-MH
Ferrita
Solar Fenton
Descoloração
Azul de metileno
Química
Reaproveitamento (Sobras, refugos, etc.)
Resíduos industriais
Corantes
54
title_short Síntese de NiFe2O4 a partir do níquel reciclado de baterias Ni-MH e suas aplicações multifuncionais como um catalisador em processos foto Fenton e como um pseudocapacitor eletroquímico
title_full Síntese de NiFe2O4 a partir do níquel reciclado de baterias Ni-MH e suas aplicações multifuncionais como um catalisador em processos foto Fenton e como um pseudocapacitor eletroquímico
title_fullStr Síntese de NiFe2O4 a partir do níquel reciclado de baterias Ni-MH e suas aplicações multifuncionais como um catalisador em processos foto Fenton e como um pseudocapacitor eletroquímico
title_full_unstemmed Síntese de NiFe2O4 a partir do níquel reciclado de baterias Ni-MH e suas aplicações multifuncionais como um catalisador em processos foto Fenton e como um pseudocapacitor eletroquímico
title_sort Síntese de NiFe2O4 a partir do níquel reciclado de baterias Ni-MH e suas aplicações multifuncionais como um catalisador em processos foto Fenton e como um pseudocapacitor eletroquímico
author Magnago, Luma Barbosa
author_facet Magnago, Luma Barbosa
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 Magnago, Luma Barbosa
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Athayde, Geisamanda Pedrini Brandão
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Almeida, Luiz Carlos Pimentel
contributor_str_mv Lelis, Maria de Fátima Fontes
Freitas, Marcos Benedito José Geraldo de
Athayde, Geisamanda Pedrini Brandão
Almeida, Luiz Carlos Pimentel
dc.subject.eng.fl_str_mv Recycling
Ni-MH batteries
Ferrites
Decolorization
Methylene blue
topic Recycling
Ni-MH batteries
Ferrites
Decolorization
Methylene blue
Reciclagem
Baterias Ni-MH
Ferrita
Solar Fenton
Descoloração
Azul de metileno
Química
Reaproveitamento (Sobras, refugos, etc.)
Resíduos industriais
Corantes
54
dc.subject.por.fl_str_mv Reciclagem
Baterias Ni-MH
Ferrita
Solar Fenton
Descoloração
Azul de metileno
dc.subject.cnpq.fl_str_mv Química
dc.subject.br-rjbn.none.fl_str_mv Reaproveitamento (Sobras, refugos, etc.)
Resíduos industriais
Corantes
dc.subject.udc.none.fl_str_mv 54
description In this study, a co-precipitation method was used for the synthesis of undoped ferrites (Fe2O3/Fe3O4-R) and nickel-doped ferrites from nickel reagents (NiFe2O4-R) and from nickel recycled from spent nickel–metal hydride (Ni-MH) batteries (NiFe2O4-B). Ferrite structure and composition were confirmed by X-ray diffraction (XRD), energy dispersive X-ray (EDX) and inductively coupled plasma optical emission spectrometry(ICP-OES). Scanning electron microscopy (SEM) showed agglomerated particles of different sizes and shapes and the transmission electron microscopy (TEM) revealed spherical particles of 50 nm. Ferrites are a multifunctional material that can be used as a catalyst and pseudocapacitor. The catalytic properties of ferrites were analyzed by measuring the decolorization of methylene blue (MB) in a photo-Fenton process under solar radiation. The experimental design ranked ferrites in the following order of MB decolorization efficiency: NiFe2O4-B = NiFe2O4-R > Fe2O3/Fe3O4-R. Using NiFe2O4-B, MB solutions were decolorizedwith more than 90% efficiency in 90 min. ICP-OES analyzes of the solution contained indetected concentrations of (0.00057 ± 0.00067) mg L-1of nickel ions and undetected concentration of ironions. The concentrations of nickel and iron ions arelower than the standard effluent release concentrations indicated CONAMA resolution 430/2011. NiFe2O4-B ferritedoes not transfer metals ions present in its composition to the solution. Analysis of the MB solution by ion chromatography after the NiFe2O4-B-catalyzed decolorization showed the presence of formic, acetic, and propionic acids.Pseudocapacitive properties, analyzed by cyclic voltammetry, showed that NiFe2O4-B have higher charge efficiency (84.3%) when compared with NiFe2O4-R (65.5%) and Fe2O3/Fe3O4-R (57%) after 1000 cycles. Ferrite NiFe2O4-B is an efficient catalyst for MB degradation andas pseudocapacitor
publishDate 2018
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2018-08-01T21:58:49Z
dc.date.available.fl_str_mv 2018-08-01
2018-08-01T21:58:49Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2018-03-16
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 MAGNAGO, Luma Barbosa. Síntese de NiFe2O4 a partir do níquel reciclado de baterias Ni-MH e suas aplicações multifuncionais como um catalisador em processos foto Fenton e como um pseudocapacitor eletroquímico. 2018. 72 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal do Espírito Santo, Centro de Ciências Exatas, Vitória, 2018.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/handle/10/7348
identifier_str_mv MAGNAGO, Luma Barbosa. Síntese de NiFe2O4 a partir do níquel reciclado de baterias Ni-MH e suas aplicações multifuncionais como um catalisador em processos foto Fenton e como um pseudocapacitor eletroquímico. 2018. 72 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal do Espírito Santo, Centro de Ciências Exatas, Vitória, 2018.
url http://repositorio.ufes.br/handle/10/7348
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/edb27101-e0bf-48cc-84e5-61e3e9c7d27d/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 16d722634803eabf0f76fd98302d22f7
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_ 1813022599692681216

Registros relacionados