Produção de catalisadores a base de cobalto oriundo de baterias exauridas para aplicação fotocatalítica

• Autor(a) principal: Rodrigues, Giovani Damian
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11536
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Reaproveitamento (Sobras, refugos, etc.); Baterias elétricas; Catalisadores; Recycling (Waste, etc.); Electric batteries; Catalysts

No presente trabalho, estudou-se a recuperação de cobalto, nas formas de óxido e hidróxido de cobalto oriundo de baterias íon-lítio exauridas, utilizando duas principais rotas, sendo elas por evaporação e por precipitação química. O material recuperado foi caracterizado por técnicas estruturais, morfológicas e elementares, sendo aplicado no processo de fotocatálise visando degradação do corante azul reativo 5G. Os testes de fotocatálise foram conduzidos em uma caixa com irradiação UV, onde foi avaliado o potencial de mineralização de cada catalisador produzido (H1, O1, H2, O2, H3, O3, H4 e O4). Empregou-se a dosagem de 0,1g de catalisador e adição de 100μL de peróxido de hidrogênio (H2O2) para a degradação de 100mL da solução de corante (pH 2) com concentração inicial de 50 mg L−1. A variação da concentração com o tempo foi determinada por leitura da absorbância em espectrofotômetro (UV-Vis) nos tempos de 0, 5, 10, 20, 40, 60, 80 e 100 minutos de reação. Todos os catalisadores apresentaram excelentes resultados, com destaque para a amostra O4, que atingiu 99,4% de degradação do corante azul reativo 5G e equilíbrio próximo dos 60 minutos de reação. Fez-se também a avaliação da influência do pH na taxa de degradação do corante. Para isso, utilizou-se o catalisador de óxido de cobalto (O4), que apresentou melhor desempenho em pH 2, e empregou-se nos ensaios os valores de pH: 2, 3, 4, 6, 8 e 10. Foi constatado que a degradação do corante azul reativo pelo processo de fotocatálise pode ser conduzida em qualquer pH, sendo o meio ácido (pH 2) o melhor cenário para o processo, embora a mineralização em pH 8 tenha ocorrido rapidamente (primeiros 10 minutos de reação), podendo, para alguns casos, atender as concentrações de interesse e viabilizar ainda mais o processo devido ao curto tempo de degradação. Sugeriu-se o modelo de pseudo-primeira ordem para tentar descrever os dados experimentais, onde foi verificado ótimos ajustes para os catalisadores H1, O1, H2 e O2. Para os catalisadores H3, O3, H4 e O4, percebeu-se uma ligeira divergência, se fazendo necessário o estudo de outro modelo que melhor descrevesse os dados experimentais. Diante disso o trabalho mostra vias de um processo ambientalmente e economicamente sustentável, uma vez que faz a reciclagem de um resíduo contendo materiais tóxicos e o atribui a possibilidade de uma aplicação mais nobre, como sendo o processo de fotocatálise no tratamento de efluentes.