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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Utilização de resíduos de pilhas na degradação oxidativa e redutiva de poluentes orgânicos em solução aquosa
Authors: Alberto Valadares Neto
First Advisor: Rodinei Augusti
First Co-advisor: Ione Maria Ferreira de Oliveira
First Referee: Ana Paula de Carvalho Teixeira
Second Referee: Guilherme Dias Rodrigues
Abstract:  A contaminação da água por metais pesados e por contaminantes orgânicos são dois grandes problemas de preocupação mundial uma vez que se inserem dentro da problemática da escassez de recursos hídricos, uma das grandes preocupações atuais da sociedade. Uma das maiores fontes de poluição de água por metais pesados é o descarte incorreto de dispositivos eletrônicos, dentre eles as pilhas. Neste sentido, o presente trabalho analisa a viabilidade de produção de materiais com atividade catalítica tendo como matéria prima pilhas de zinco-carbono descartadas. Foi avaliada a eficiência dos materiais produzidos em diversos processos de degradação catalítica dos corantes índigo carmim (IC) e vermelho de metila (VM), do fármaco diclofenaco de sódio (DCF), e dos pesticidas imidacloprid (IMD) e thiamethoxam (TMT). Foi produzido um catalisador de composição mista de zinco e manganês (ZnMn2O4) a partir da pasta eletrolítica das pilhas, o qual teve sua eficiência comprovada na degradação do corante IC em processo do tipo Fenton-like. Medidas de absorção das soluções do corante evidenciaram porcentagens de degradação superiores a 90 % após 2 horas de ensaio. A adição de zinco metálico pulverizado, obtido também a partir das pilhas, promoveu resultados de degradação ainda melhores. Zinco metálico, obtido a partir dos invólucros das pilhas, foi usado como doador de elétrons em métodos redutivos de degradação em meio ácido dos pesticidas, imidacloprid e thiamethoxam, e do corante vermelho de metila. O material se mostrou eficiente neste tipo de sistema visto que promoveu a completa remoção dos contaminantes. A mineralização dos poluentes, por outro lado, não foi alcançada. Um material com atividade fotocatalítica também foi produzido a partir de zinco metálico obtido das pilhas. Foram avaliados dois métodos de produção (calcinação e tratamento hidrotermal) sendo que em nenhum dos casos obteve-se um material de boa eficiência. A atividade catalítica dos fotocatalisadores produzidos foi testada para a degradação do corante índigo carmim em presença de radiação UVA e UVC obtendo-se um máximo de degradação de 48,34 %.  
Abstract: Water contamination by heavy metals and organic contaminants are two major issues of the global concern. They fall within the problem of water scarcity, one of the greatest concerns of modern society. One of the biggest sources of water pollution by heavy metals is the incorrect disposal of electronic devices, including batteries. In this sense, the present work evaluates the feasibility of using raw materials from discarded zinc-carbon batteries as catalysts for the degradation of contaminants as dyes, indigo carmine (IC) and methyl red (VM), drug diclofenac (DCF), and pesticides imidacloprid (IMD) and thiamethoxam (TMT). A catalyst compound by zero-valent zinc and manganese (ZnMn2O4) from the electrolytic paste of batteries was produced and its efficiency was tested for the degradation of IC in a Fenton-like process. Absorption measurements of the dye solutions indicated degradation rates above 90 % after 2 hours of exposure. The addition of powdered zinc, also obtained from the batteries, promoted IC degradation with even higher rates. Zinc, obtained from the casings of discarded batteries, was also used as an electron donor in acidic medium to cause the reductive degradation of two target pesticides (imidacloprid and thiamethoxam) and one dye (methyl red). The material promoted the complete removal of the contaminants, but with no mineralization. A third material was also produced from the casing of the batteries (compound mainly by zero-valent zinc). Two synthetic methods (calcination and hydrothermal treatment) was evaluated. The materials were employed as photocatalyst in the degradation of IC but none of them showed good efficiency.
Subject: Química analítica
Reaproveitamento (Tecnologia quimica)
Resíduos sólidos
Degradação ambiental
Espectrometria de massa
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-9WHNTR
Issue Date: 3-Mar-2015
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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