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Título: Formação de eletrodepósitos de cádmio, síntese e aplicação em fotocatálise de óxido nanoparticulado de cádmio e óxidos de níquel, cádmio, cobalto e ferro a partir de baterias exauridas de Ni-Cd
Autor(es): Moreira, Thamyres Fernandes Messa
Orientador: Freitas, Marcos Benedito José Geraldo de
Palavras-chave: Reciclagem
Baterias Ni-Cd
hidrometalurgia
Cádmio metálico
Data do documento: 18-Ago-2016
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: A reciclagem de baterias Ni-Cd exauridas é importante por razões ambientais, cientificas e econômicas podendo ser realizada, principalmente, por processos pirometalurgicos e hidrometalurgicos. Neste trabalho, foram desenvolvidas rotas hidrometalurgicas para a reciclagem dos eletrodos positivos e negativos de baterias Ni-Cd. O eletrodo negativo foi lixiviado com ácido sulfúrico (H2SO4) 0,50 mol L-1 e o eletrodo positivo em ácido cítrico (C6H8O7) 0,50 mol L-1 . O objetivo do trabalho foi a síntese e caracterização de filmes de cádmio metálico, óxido de cádmio e óxido de níquel, cádmio, cobalto e ferro. Os óxidos foram aplicados em processos de fotocatalíticos. Os filmes de cádmio metálico foram formados com auxilio da técnica galvanostática sob as condições: densidade de corrente de -28 mA cm-² e densidade de carga variando em 11,4 C cm-2 e 28,4 C cm-2, densidade de corrente de -56 mA cm-2 e densidade de carga de 11,4 C cm-2 e 28,4 C cm-2. A eficiência máxima de deposição de cádmio alcançou 84,87% e a reação de evolução de hidrogênio no sistema ocorre simultaneamente a redução do cádmio. Realizou-se a síntese do óxido de cádmio (CdO) a partir do tratamento térmico do precursor de carbonato de cádmio (CdCO3). O CdO obtido tem tamanho médio de cristalito de 22,21 nm e foi caracterizado por espectroscopia de Infravermelho (IV-TF), difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). O óxido metálico sintetizado por método sol-gel apresentou composição mista contendo óxido de níquel (NiO), CdO, óxido de cobalto (Co3O4) e óxido de Ferro (Fe2O3) sendo denominado de NiO/CdO/Co3O4/Fe2O3 e caracterizado por IV-TF, DRX, MEV, espectroscopia de raios X por dispersão em energia (EDX), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e espectrometria de emissão ótica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES). Os óxidos sintetizados foram aplicados no processo de degradação do corante têxtil Preto Reativo V-2B. Os óxidos CdO e NiO/CdO/Co3O4/Fe2O3 apresentaram comportamento catalítico e a eficiência de degradação não depende do pH. A maior eficiência de degradação do corante obtida para o CdO foi de 67,10% e para o NiO/CdO/Co3O4/Fe2O3 de 86,30% após 480 minutos de análise
The recycling of Ni-Cd batteries exhausted is important for environmental, scientific and economic reasonsand canbe performed mainly by pyrometallurgical and hydrometallurgical processes.In this work, were developed hydrometallurgicalroutesfor the recycling of positive and negative electrodes of Ni-Cd batteries.Negative electrode was leached with sulfuric acid (H2SO4) 0.50 mol L-1and the positive electrode in citric acid (C6H8O7) 0.50 mol L-1. The main objective of this work is the synthesis and characterization of metallic cadmium film, cadmium oxide and nickel, cadmium, cobalt and iron oxide. Cadmium metal films were formed with the galvanostatic technique under conditions: current density of -28 mA cm-² and charge density ranging at 11.4 C cm-2and 28.4 C cm-2, current density -56 mA cm-2and charge density of 11.4 C cm-2and 28.4 C cm-2.The maximum deposition efficiency of cadmium reached 84.87% and the reaction of hydrogen evolution occurs in the system while reducing the cadmium. Synthesis of cadmium oxide (CdO) was carried from the thermal treatment of the precursor of cadmium carbonate (CdCO3). The obtained CdO has an average crystallite size of 22.21 nm and was characterized by infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The metal oxide synthesized by sol-gel method had mixed composition containing nickel oxide (NiO), CdO, cobalt oxide (Co3O4) and iron oxide (Fe2O3) being called the NiO/CdO/Co3O4/Fe2O3and characterized by FT-IR, XRD, SEM, X-ray spectroscopy for energy dispersion (EDX), TEM and optical emission spectrometry with inductively coupled plasma (ICP OES).The synthesized oxide wasapplied in degradation process of a textile dye Reactive Black V-2B. The CdO oxides and NiO/CdO/ Co3O4/ Fe2O3showed catalytic behavior and efficiencyof degradationdoes not depend on pH.The highest dye degradation efficiency obtained for the CdO was 67.10% and the NiO/CdO/Co3O4/Fe2O386.30% after 480 minutes of analysis
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/7329
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