Proposta do uso de \"fly ash\" como modificador de eletrodos compósitos à base de grafite e poliuretana, para determinação individual e simultânea de cátions metálicos

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Barros, Caio Ribeiro de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: fly ash; alumino silicato; aluminum silicate; baterias; batteries; composite electrodes; eletrodos compósitos; etanol combustível; Ethanol Fuel; heavy metals; metais pesados
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-17052022-163907/

O material conhecido como coal fly ash (ou simplesmente fly ash, FA), constituído majoritariamente por alumino silicatos, é um dos resíduos produzidos em maior quantidade durante a queima de carvão mineral pulverizado, em usinas termoelétricas. Devido ao grande volume desse resíduo, a FA pode ser considerada um poluente ambiental e a busca por aplicações e reuso desse resíduo representam um assunto relevante. Atualmente, a principal forma de reuso da fly ash envolve a indústria da construção civil, pavimentação e agricultura. Entretanto, pouco se tem relatado sobre a busca de produtos mais refinados e com maior valor agregado para esta potencial matéria prima de baixo custo. Neste trabalho foi avaliada a viabilidade de aplicação da FA como modificador em eletrodos compósitos à base de grafite e poliuretana para determinação de cátions metálicos. Para tanto, o compósito foi preparado com diferentes concentrações de modificador e caracterizado por EDX, TGA/DTG, SEM e EIS e utilizado na determinação individual e simultânea de cátions metálicos em diferentes matrizes usando técnicas voltamétricas. Após caracterização eletroquímica usando soluções de ferricianeto e de cádmio, o GPUE-FA 5,0% foi escolhido para as determinações em diferentes amostras. Parâmetros que afetam a corrente de pico voltamétrico foram otimizados para a voltametria de redissolução anódica de pulso diferencial (DPASV) resultando em uma resposta linear para cádmio (II), usado como sonda eletroquímica, no intervalo de concentrações entre 0,2 e 1,0 x 10-6 mol L-1, com um limite de detecção (LOD) de 6,6 x10-8 mol L-1, usando o GPUE-FA 5,0%. Alíquotas de Cd(II) foram adicionadas a amostras de água mineral, de abastecimento e de poço artesiano e determinadas com uma recuperação média de 99% em concentrações da ordem de 10-7 mol L-1. Amostras do íon também foram extraídas de baterias recarregáveis de Ni-Cd, diluídas até 0,2 µmol L-1 e determinadas com o mesmo eletrodo, com recuperações de 98,7% quando comparados aos resultados de FAAS. O GPUE-FA 5,0% também foi avaliado na determinação simultânea de zinco(II), chumbo(II), cobre(II) e mercúrio(II) em amostras de etanol combustível, após otimização de parâmetros experimentais e instrumentais. Não foi possível detectar Zn(II) em baixas concentrações, porém o Pb(II) e o Hg(II) apresentaram resposta linear entre 1,0 e 8,0 x 10-6 mol L-1 com LODs de 0,9 e 1,0 x 10-7 mol L-1, respectivamente, enquanto o Cu(II) apresentou resposta linear entre 4,0 e 14 x10-6 mol L-1 e LOD de 4,0 x 10-7 mol L-1, com recuperação média de 103% em concentrações da ordem de 10-6 mol L-1 em solução contendo 30% (v/v) de etanol combustível. Em todos os casos estudados o eletrodo modificado GPUE-FA 5% (m/m), foi mais sensível do que o não modificado, demonstrando a viabilidade do uso da FA como modificador.