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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/34757
Tipo: TCC
Título: Cavalcanti costa otimização da fotodegradação de corantes têxteis usando catalisador proveniente de pilha alcalina pós-consumo
Autor(es): Souza, Maria Luíza Queiroga Lemos
Primeiro Orientador: Rocha, Elisângela Maria Rodrigues
Resumo: Os efluentes têxteis representam uma grave ameaça ambiental devido à presença de corantes sintéticos, muitos dos quais são tóxicos e podem causar prejuízos à saúde humana e à biodiversidade aquática. Urge a necessidade de soluções eficazes, pois os métodos convencionais possuem limitações na remoção de corantes. Novos métodos, como os Processos Oxidativos Avançados, mostram-se mais promissores, destacando-se o uso de fotocatálise heterogênea com catalisadores alternativos. Estudos recentes demonstraram que a aplicação direta de catalisadores obtidos de resíduos de pilhas alcalinas apresenta-se como uma solução inovadora e eficaz para a degradação de corantes, além de permitir a reciclagem dos componentes das pilhas. Nessa perspectiva, esta pesquisa realizou uma investigação da produção científica sobre o tema e investigou a aplicabilidade do catalisador alternativo denominado nesta pesquisa como AK1045, produzido a partir da pasta eletrolítica de pilhas alcalinas pós-consumo da marca Panasonic Alkaline, de forma direta e simplificada, na fotodegradação solar dos corantes azul de metileno e rubi GDN, utilizando o Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), o que permitiu investigar a influência das variáveis independentes pH e concentração de catalisador na degradação dos referidos corantes. O levantamento bibliométrico no período de 2014 a 2024, nas bases da Web of Science, Scopus e Science Direct, resultou em uma análise sobre fotocatálise heterogênea com catalisadores a partir de resíduos de pilhas alcalinas, tendo como base um portfólio bibliográfico constituído por sete artigos. Os resultados experimentais na degradação dos corantes demonstraram que a aplicação do catalisador alternativo removeu até 64,33% do corante azul de metileno e 86,91% do rubi GDN em solução aquosa, sendo que as máximas eficiências alcançadas foram em pH 7 e concentrações de 2 e 3,41 g/L, respectivamente. A análise estatística revelou que o pH e a concentração de catalisador foram fatores significativos para a degradação dos corantes estudados. As condições ótimas de degradação foram pH 6,90 e 2,52 g/L para o azul de metileno, e pH 7,23 e 3,41 g/L para o rubi GDN. O catalisador AK1045 apresentou eficiência acima de 48,22% até o segundo ciclo em ambos os casos. Em relação à eficiência de remoção do número de cor (NC), aos 120 minutos, o rubi GDN atingiu sua máxima eficiência de 88%, enquanto o azul de metileno se estabilizou em torno de 61% após 150 minutos. Através do cálculo da área espectral integrada, observou-se uma redução de 47,24% para o azul de metileno e de 78,77% para o rubi GDN com o catalisador, apontando para uma significativa redução da área. Isso demonstra que a estratégia de converter resíduos em recursos não só ajuda a mitigar os impactos ambientais causados por esses materiais, mas também diminui os custos operacionais no tratamento de águas residuais, oferecendo uma alternativa sustentável e eficiente para o tratamento desses efluentes.
Abstract: Textile effluents pose a serious environmental threat due to the presence of synthetic dyes, many of which are toxic and can harm human health and aquatic biodiversity. Effective solutions are urgently needed, as conventional methods have limitations in dye removal. New methods, such as Advanced Oxidative Processes, appear more promising, particularly with the use of heterogeneous photocatalysis with alternative catalysts. Recent studies have demonstrated that the direct application of catalysts obtained from alkaline battery waste presents an innovative and effective solution for dye degradation while allowing for battery component recycling. In this perspective, this research conducted a scientific literature review on the topic and investigated the applicability of an alternative catalyst, named in this study as AK1045, produced from the electrolyte paste of post-consumer Panasonic Alkaline batteries, in the solar photodegradation of methylene blue and rubine GDN dyes. The study employed a Central Composite Design (CCD), which allowed an investigation into the influence of the independent variables pH and catalyst concentration on the degradation of these dyes. A bibliometric survey from 2014 to 2024 across the Web of Science, Scopus, and Science Direct databases resulted in an analysis of heterogeneous photocatalysis with catalysts derived from alkaline battery waste, based on a bibliographic portfolio of seven articles. Experimental results showed that the alternative catalyst achieved up to 64.33% removal of methylene blue and 86.91% of rubine GDN in aqueous solution, with maximum efficiencies reached at pH 7 and concentrations of 2 and 3.41 g/L, respectively. Statistical analysis revealed that pH and catalyst concentration were significant factors in dye degradation. Optimal degradation conditions were found to be pH 6.90 and 2.52 g/L for methylene blue, and pH 7.23 and 3.41 g/L for rubine GDN. The AK1045 catalyst maintained over 48.22% efficiency up to the second cycle in both cases. Regarding the color number (CN) removal efficiency, rubine GDN reached its maximum efficiency of 88% at 120 minutes, while methylene blue stabilized around 61% after 150 minutes. Through the calculation of the integrated spectral area, a reduction of 47.24% for methylene blue and 78.77% for rubine GDN was observed with the catalyst, indicating a significant area reduction. This demonstrates that the strategy of converting waste into resources not only helps mitigate the environmental impacts caused by these materials but also reduces operational costs in wastewater treatment, offering a sustainable and efficient alternative for treating these effluents.
Palavras-chave: efluentes industriais têxteis
corantes sintéticos
fotocatálise heterogênea
catalisadores alternativos
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia Civil e Ambiental
Tipo de Acesso: Acesso aberto
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/34757
Data do documento: 29-Out- 24
Aparece nas coleções:CT - TCC - Engenharia Civil e Ambiental

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