Síntese de nanopartículas polimetálicas a partir de resíduos eletrônicos e aplicação na remediação de corante têxtil

Abstract

Resíduos eletrônicos descartados de forma inadequada podem causar sérios danos ambientais devido aos componentes tóxicos presentes em sua composição. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo utilizar diferentes resíduos eletrônicos como matéria-prima para a síntese de novos materiais polimetálicos, que foram aplicados na remoção do corante têxtil azul reativo 4 (AR4). Os materiais sintetizados foram caracterizados por diferentes técnicas como Microscopia Eletrônica de Transmissão e Varredura, Espectroscopia de Raios X de Energia Dispersiva, Difração de Raios X, Espectroscopia Raman, Análise superficial, Espectroscopia no Infravermelho e Potencial de Carga Zero. Após síntese e caracterização, os materiais foram aplicados na remoção do corante AR4. As nanopartículas sintetizadas a partir de baterias de íon lítio e as nanopartículas sintetizadas a partir de baterias de níquel hidreto metálico apresentaram composição muito semelhante, pois ambas apresentam em sua constituição os metais Co, Ni e Cu, possuem área superficial de 92,3 e 82,1 m 2 g -1 e apresentaram capacidade máxima de remoção de 344,8 e 331,1 mg g -1 , respectivamente. O Cu foi o elemento em maior abundância nas nanopartículas sintetizadas a partir de placas de circuito impresso, que apresentaram área superficial igual a 692,8 m 2 g -1 e que proporcionou uma capacidade de remoção igual a 555,6 mg g -1 do AR4. Esses três materiais removeram o corante via processos de adsorção e degradação. As micropartículas polimetálicas sintetizadas a partir de pilhas alcalinas foram as que possuíam maior diferença de composição entre os materiais, sendo constituídas principalmente por óxidos de manganês e óxido de zinco, com uma área superficial de 109,1 m 2 g -1 , que possibilitou uma capacidade máxima de adsorção de 126,6 mg g -1 . Diante dos resultados, pode-se concluir que foram sintetizados quatro materiais inéditos a partir de resíduos eletrônicos, os quais são muito promissores na remoção de corantes têxteis.

Electronic waste improperly disposed can cause serious environmental damage due to toxic components in its composition. Thus, this work aimed to use different electronic waste as raw material for the synthesis of new polymetallic materials, which were applied in the removal of reactive blue dye 4 (RB4). The materials synthesized were characterized by different techniques such as Transmission and Scanning Electron Microscopy, X-ray Dispersive Energy Spectroscopy, X-Ray Diffraction, Raman Spectroscopy, Surface Analysis, Infrared Spectroscopy and Point of Zero Charge. After synthesis and characterization, the materials were applied in the removal of the dye RB4. Nanoparticles synthesized from lithium ion batteries and nanoparticles synthesized from nickel metal hydride batteries presented a very similar composition, because both have in their constitution the metals Co, Ni and Cu, have surface area of 92.3 and 82.1 m 2 g -1 and presented maximum removal capacity of 344.8 and 331.1 mg g -1 , respectively. The Cu was the most abundant element in nanoparticles synthesized from printed circuit boards, which had a surface area of 692.8 m 2 g -1 and provided the highest removal capacity, 555.6 mg g -1 of RB4. These three materials removed the dye via degradation and adsorption processes. The polymetallic microparticles synthesized from alkaline cells were the ones with the greatest composition difference, consisting mainly of manganese oxides and zinc oxide, with a surface area of 109.1 m 2 g -1 , which allowed a maximum removal capacity of 126.6 mg g -1 . In view of the results, it can be concluded that four new materials were synthesized from electronic waste, which are very promising in the removal of textile dyes.