Projeto de reator fotocatalítico e produção de catalisador à base de cobalto recuperado de baterias íon-lítio exauridas: aplicação na degradação de corante têxtil

• Autor(a) principal: Antoniolli, Camila de Abreu
• Data de Publicação: 2021
• 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/1/26218
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Reaproveitamento (Sobras, refugos, etc.); Fotocatálise; Corantes; Recycling (Waste, etc.); Photocatalysis; Colorings matter

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.