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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39459
Full metadata record
DC Field | Value | Language |
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dc.creator | Freitas, Leonardo Luis de | - |
dc.date.accessioned | 2023-11-21T21:23:15Z | - |
dc.date.available | 2023-11-21T21:23:15Z | - |
dc.date.issued | 2023-08-18 | - |
dc.identifier.citation | FREITAS, Leonardo Luis de. Estudo granulométrico, isotérmico, cinético e termodinâmico de adsorção do agroquímico 2,4-D a partir de HDL e HTL preparados com material catódico de baterias de íons lítio obtidas em escolas municipais de Uberlândia. 2023. 149 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.482. | pt_BR |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39459 | - |
dc.description.abstract | In this work, the synthesis of Layered Triple Hydroxide (LTH) [Co-Mn-Al-Cl]BATTERY was carried out by leaching the cathodic material from spent lithium-ion batteries, and its adsorptive properties were compared with those of LTH [Co-Mn-Al-Cl]REFERENCE. Both prepared by the constant pH co-precipitation method at pH 8 ± 0.5. Furthermore, the influence of the granulometry of LTH [Co-Mn-Al-Cl]REFERENCE (<45 µm, <75 µm, and <90 µm) on the kinetic, isothermal, and thermodynamic properties of 2,4-D agrochemical adsorption was investigated. The major chemical elements cobalt (1.16%), manganese (2.90%), and aluminum (1.73%) were identified in the leachate solution of exhausted lithium-ion batteries by X-ray fluorescence. The X-ray diffraction patterns of LTHs [Co-Mn-Al-Cl]REFERENCE and [Co-Mn-Al-Cl]BATTERY were consistent with the hydrotalcite sheet (JCPDS 14-191), with d(003) parameter values of 7.8314 Å and 7.7651 Å, respectively. The granulometric study by Brunauer – Emmett – Teller (BET) presented surface areas of 9.119, 11.825, and 11.973 m² g-1 for the granulometries of <45 µm, <75 µm, and <90 µm, respectively. The 45 µm granulometry statistically showed the highest adsorption average (13.621 mg g-1), indicating a higher adsorption capacity of 2,4-D agrochemical by LTH [Co-Mn-Al-Cl]REFERENCE. The probability of 2,4-D agrochemical adsorption above 96% achieved a better response (81.77%) for the 45 µm granulometry. The kinetic adsorption study showed that the pseudo-second-order model fit better to the experimental data (R²=0.9945) for LDH [Co-Mn-Al-Cl]REFERENCE, indicating that under conditions of 16.5 mg L-1 of 2,4-D, pH 4, and 50 mg of LDH. Isothermal measurements at different temperatures (298, 308, 318, and 328 K) indicated that the adsorption of 2,4-D by LTHs best fit the Freundlich model, with LDH [Co-Mn-Al-Cl]REFERENCE (R² = 0.9407, 0.9272, 0.9371 and 0,9662) and LTH [Co-Mn-Al-Cl]BATTERY (R² = 0.9849, 0.9183, 0.9374 and 0.9453), respectively, indicating physiosorption. The thermodynamic study of both LDHs indicated that the adsorption was an exothermic process (ΔH ~ -5 KJ mol-1), spontaneous (ΔG < -10 KJ mol-1), and with an increase in the degree of freedom (ΔS ≥ 16 J K-1 mol-1). The IR spectra of LDHs [Co-Mn-Al-Cl]REFERENCE and [Co-Mn-Al-Cl]BATTERY after adsorption showed the presence of characteristic bands of 2,4-D and LDHs, with shifts of the carboxylate group band to lower wavenumbers, suggesting interaction between 2,4-D and the surface of the LTHs. The degradation of the adsorbed 2,4-D agrochemical by photo-peroxidation applied to LTHs [Co-Mn-Al-Cl]REFERENCE and [Co-Mn-Al-Cl]BATTERY allowed removal rates of 95.27% and 94.98% of 2,4-D, respectively. Therefore, the adsorption associated with Advanced Oxidative Process (AOP) resulted in a treatment process that allowed capturing, concentrating, and degrading the pollutant 2,4-D on the surface of the investigated LTHs. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Uberlândia | pt_BR |
dc.rights | Acesso Embargado | pt_BR |
dc.subject | Hidróxidos triplos lamelares | pt_BR |
dc.subject | Adsorção | pt_BR |
dc.subject | Agroquímico 2,4-D | pt_BR |
dc.subject | Granulometria | pt_BR |
dc.subject | Cinética | pt_BR |
dc.subject | Isoterma | pt_BR |
dc.subject | Termodinâmica | pt_BR |
dc.subject | Layered triple hydroxides | pt_BR |
dc.subject | Adsorption | pt_BR |
dc.subject | Agrochemical 2,4-D | pt_BR |
dc.subject | Kinetics | pt_BR |
dc.subject | Isotherm | pt_BR |
dc.subject | Thermodynamics | pt_BR |
dc.subject | Granulometry | pt_BR |
dc.title | Estudo granulométrico, isotérmico, cinético e termodinâmico de adsorção do agroquímico 2,4-D a partir de HDL e HTL preparados com material catódico de baterias de íons lítio obtidas em escolas municipais de Uberlândia | pt_BR |
dc.title.alternative | Granulometric, isthermal, kinetic and thermodynamic study of adsorption of agrochemical 2,4-D from LDH and HTL prepared with cathodic material from lithium ion batteries obtained in unicipal schools in Uberlândia | pt_BR |
dc.type | Tese | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 | Amaral, Fábio Augusto do | - |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7993900569181366 | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Canobre, Sheila Cristina | - |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1606997598547152 | pt_BR |
dc.contributor.referee1 | Costa, Deyse Gomes da | - |
dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3008155194586984 | pt_BR |
dc.contributor.referee2 | Franca, Eduardo de Faria | - |
dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/9096097972613963 | pt_BR |
dc.contributor.referee3 | Lisboa, Fabio da Silva | - |
dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/1103010259148005 | pt_BR |
dc.contributor.referee4 | Brocenschi, Ricardo Francisco | - |
dc.contributor.referee4Lattes | http://lattes.cnpq.br/4530780432056175 | pt_BR |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/9455646233120338 | pt_BR |
dc.description.degreename | Tese (Doutorado) | pt_BR |
dc.description.resumo | Neste trabalho, a síntese de Hidroxido Triplo Lamelar (HTL) [Co-Mn-Al-Cl]BATERIA foi realizada a partir da lixiviação do material catódico de baterias de íons lítio exauridas e suas propriedades adsortivas comparadas com as do HTL [Co-Mn-Al-Cl]REFERÊNCIA sintetizado a partir dos reagentes de grau analítico. Ambos preparados pelo método de Coprecipitação a pH constante 8 ± 0,5. Ademais, investigou-se a influência da granulometria do HTL [Co-Mn-Al-Cl]REFERÊNCIA (<45 µm; <75 µm e <90 µm) nas propriedades cinética, isotérmica e termodinâmica de adsorção do agroquímico 2,4-D. Os elementos químicos majoritários cobalto (1,16%), manganês (2,90%), e alumínio (1,73%), foram identificados na solução lixiviada das baterias de íons lítio exauridas por Fluorescencia de raios X, o que permitiu estabelecer a composição elementar dos HTLs. Os difratogramas de raios X dos HTLs [Co-Mn-Al-Cl]REFERÊNCIA e [Co-Mn-Al-Cl]BATERIA foram concordantes com a ficha da hidrotalcita (JCPDS 14-191), com valores de parâmetro d(003) de 7,8314 Å e 7,7651 Å respectivamente. O estudo granulométrico por Brunauer – Emmett – Teller (BET) apresentou áreas superficiais de 9,119, 11,825 e 11,973 m² g-1 para as granulometrias de < 45 µm, < 75 µm e < 90 µm, respectivamente. A granulometria de 45 µm apresentou estatisticamente a maior média de adsorção (13,621 mg g-1) indicando maior capacidade de adsorção do agroquímico 2,4-D pelo HTL [Co-Mn-Al-Cl]REFERÊNCIA. A probabilidade de se obter uma adsorção do agroquímico 2,4-D acima de 96% a granulometria de 45 µm obteve melhor resposta (81,77%). O estudo cinético de adsorção de acordo com os dados experimentais, (R²=0,9945) para o HTL [Co-Mn-Al-Cl]REFERÊNCIA, nas condições de 16,5 mg L-1 de 2,4-D, pH 4 e 50 mg de HTL mostrou que o modelo de pseudo-segunda ordem obteve melhor ajuste. As medidas isotérmicas nas diferentes temperaturas, 298, 308, 318 e 328 K, indicaram que a adsorção do 2,4-D pelos HTLs melhor se ajustou ao modelo de Freundlich sendo o HTL [Co-Mn-Al-Cl]REFERÊNCIA (R² = 0,9407, 0,9272, 0,9371 e 0,9662) e HTL [Co-Mn-Al-Cl]BATERIA (R² = 0,9849; 0,9183; 0,9374 e 0,9453), respectivamente, indicando fisiossorção. O estudo termodinâmico de ambos HTLs indicou que a adsorção foi um processo exotérmico (ΔH ~ -5 KJ mol-1), espontâneo (ΔG < -10 KJ mol-1) e com o aumento de grau de liberdade (ΔS ≥ 16 J K-1 mol-1). Os espectros de IV dos HTLs [Co-Mn-Al-Cl]REFERÊNCIA e [Co-Mn-Al-Cl]BATERIA após a adsorção mostraram a presença de bandas características do 2,4-D e dos HTLs, com deslocamentos da banda referente ao agrupamento carboxilato para menores números de onda, sugerindo interação entre 2,4-D e a superfície dos HTLs. A degradação do agroquímico 2,4-D adsorvido por foto-peroxidação aplicada nos HTLs [Co-Mn-Al-Cl]REFERÊNCIA e [Co-Mn-Al-Cl]BATERIA permitiu taxas de remoção de 95,27% e 94,98% do 2,4-D, respectivamente. Então, a adsorção associada ao Processo Oxidativo Avançado (POA) resultou em um processo de tratamento que permitiu capturar, concentrar e degradar o poluente 2,4-D na superfície dos HTLs investigados. | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Química | pt_BR |
dc.sizeorduration | 149 | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::ANALISE DE TRACOS E QUIMICA AMBIENTAL | pt_BR |
dc.embargo.terms | III - resultados de pesquisa cujo conteúdo seja passível de ser patenteado ou publicado em livros e capítulos | pt_BR |
dc.identifier.doi | http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.482 | pt_BR |
dc.crossref.doibatchid | 22c2c65d-02b4-4579-9e8b-fb2a6c04a69e | - |
dc.subject.ods | ODS::ODS 15. Vida terrestre - Proteger, recuperar e promover o uso sustentável dos ecossistemas terrestres, gerir de forma sustentável as florestas, combater a desertificação, deter e reverter a degradação da Terra e deter a perda da biodiversidade. | pt_BR |
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