Estudo do potencial do tratamento de corantes têxteis por catálise heterogênea utilizando catalisador ZnMn2O4 sintetizado de pilhas exauridas

• Autor(a) principal: Boeck, Amanda Caroline
• Data de Publicação: 2022
• 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/1/29848
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Águas residuais - Purificação - Remoção de cor; Catálise; Indústria têxtil; Sewage - Purification - Color removal; Catalysis; Indústria manufatureira

Em meio ao avanço tecnológico, a gestão ambiental de resíduos é um grande desafio mundial. As pilhas são um exemplo de resíduos sólidos ricos em metais que são descartados sem o reaproveitamento de seus componentes. Olhando por outro ângulo, na classe dos resíduos líquidos, os efluentes oriundos da indústria têxtil também apresentam um grande potencial poluidor e precisam ser gerenciados de maneira correta. Em vista disso, o presente trabalho buscou uma alternativa de gestão de ambos os resíduos, ao estudar o potencial do tratamento de efluentes contaminados com os corantes têxteis azul reativo 5G e vermelho reativo 4B por meio da ação do catalisador manganita de zinco (ZnMn2O4) sintetizado a partir de resíduos de pilhas zinco-carbono. Para isso, além da síntese e caracterização do catalisador, foram realizados ensaios preliminares analisando o pH da solução dos corantes estudados, com o posterior estudo das condições que maximizam a sua degradação através de um planejamento experimental DCCR 22. Também foi realizado o ajuste de modelos matemáticos aos dados cinéticos da catálise, testes de reutilização do catalisador, assim como a análise de custos e rendimento da sua produção. Os resultados das análises de caracterização indicaram que a metodologia aplicada neste estudo obteve sucesso na síntese do composto ZnMn2O4. A partir de ensaios cinéticos, verificou-se o potencial do tratamento por catálise, sendo favorecido em um meio ácido. A análise dos dados obtidos no planejamento experimental constatou uma grande dependência do pH no processo catalítico. O ponto ótimo obtido pelo planejamento experimental resultou em uma porcentagem de degradação de aproximadamente 94% para o corante azul reativo 5G e 98% para o corante vermelho reativo 4B a partir de concentração inicial de 100 mg L -1 . Na análise da cinética de degradação dos corantes, ambos os modelos matemáticos avaliados, de pseudo-primeira ordem e proposto pelo mecanismo de Langmuir-Hinshelwood, obtiveram bom ajuste aos dados experimentais (R2 > 0,9). Todavia, o segundo modelo apresenta a distinção de ter um maior embasamento teórico em relação às etapas da catálise. Além disso, o material sintetizado apresentou atividade catalítica por 15 ciclos reacionais, diminuindo a sua eficiência em menos de 10%. Na análise econômica, a estimativa dos custos de produção do catalisador apresentou um valor baixo e o rendimento da sua recuperação evidenciou o potencial dessa metodologia de gestão de resíduos. Em suma, a ligação entre a eficiência do tratamento dos corantes têxteis azul reativo 5G e vermelho reativo 4B por catálise heterogênea pelo composto ZnMn2O4 e a viabilidade da sua síntese a partir de pilhas zinco-carbono exauridas, representa uma estratégia promissora de gestão de ambos os resíduos em questão.