Síntese de biocarvão decorado com ferrita de cobalto: caracterização e aplicações

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Souza, Noemí Cristina Silva de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Química
• Palavras-chave em Português: Biocombustíveis; Biomassa florestal; Carvão vegetal; Ferro; Cobalto; Catálise; Análise de Traços e Química Ambiental
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/31668; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2023.630

Melhores técnicas de manejo de resíduos de biomassa vêm sendo incentivadas, visando-se minimizar os impactos ambientais gerados pelo seu descarte inadequado. Dentre essas, destaca-se a conversão da biomassa por processos termoquímicos, para a obtenção de biocarvão (BC). Este pode ser utilizado como suporte de catalisadores, como as ferritas, por exemplo. Nesse sentido, este trabalho teve como objetivo produzir um BC, derivado de eucalipto, decorado com ferrita de cobalto (BC/CoFe2O4), caracterizá-lo e aplicá-lo em diferentes fins. A CoFe2O4 foi sintetizada por co-precipitação na presença do BC. O BC e o BC/CoFe2O4 apresentaram 5,8 e 8,4% de umidade, teor cinzas de 24,1 e 30,0%, e voláteis de 75,5 e 69,5%, respectivamente. Os teores de C e O foram de 58 e 12,5% para BC e 52 e 13,9% BC/CoFe2O4. A razão H/C foi ~0,5 e O/C ~0,2 para ambos os materiais. Ambos os materiais se mostraram estáveis termicamente, com perdas de massas 40% em TGA/DTG em temperaturas acima de 400 C. Ambos os materiais apresentaram grupos oxigenados, observados por FTIR. O pHPCZ do BC foi 7,01 e BC/CoFe2O4 6,78. Por espectroscopia Raman verificou-se a presença das bandas D em 1363 cm-1 e G em 1607 cm-1, e razão ID/IG, de 1,07 no BC e 0,74 no BC/CoFe2O4. Por DRX, foi observado que o BC apresentou picos referentes a quartzo, dolomita e calcita e o BC/CoFe2O4 picos característicos da CoFe2O4. Por MEV foi observado que BC apresentou superfície em forma de placas e o BC/CoFe2O4 apresentou esferas irregulares atribuídas a CoFe2O4. Foi possível observar por MET a presença de esferas irregulares, com 6,6 ± 0,9 nm, nas lamelas de carbono do BC/CoFe2O4. O padrão de difração de elétrons de área selecionada (SAED) do BC/CoFe2O4 apresentou planos de cristalinos da CoFe2O4. Os elementos O (74,97%), Co (8,86%) e Fe (16,17%) foram observados no BC/CoFe2O4 por Dispersão em Energia (EDS) e confirmados por ICP-OES. Os materiais foram aplicados (1) na degradação do corante têxtil vermelho direto 80 (VD80) e (2) na modificação de eletrodo de pasta de carbono para detecção de paracetamol. O monitoramento foi realizado por Absorção Molecular UV-Vis em 526 nm. Obteve-se ~100% de remoção após 180 minutos nas seguintes condições: Dose de BC/CoFe2O4 = 1 g L-1, [VD 80] = 25 mg L-1, pH 3, temperatura 30 ± 5 °C e luz UV. A lacuna (h+) e O2•- são as espécies responsáveis pela degradação. A modificação de eletrodo de pasta de carbono para detecção de paracetamol (PAR) foi realizada em eletrodo de pasta de carbono (CPE), o CPE BC/CoFe2O4 25 apresentou limite de detecção 0,028 μmol L −1 e faixa linear 0,416 a 31,5 µmol L-1. Palavras-chave: Nanomateriais. Processos Oxidativos Avançados. Voltametria. Paracetamol. Fotocatálise. Corantes têxteis.