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Obtenção de compostos lamelares a partir de resíduos industriais

Nowadays one of the biggest concerns that affect society worldwide is the disposal of industrial waste. In Brazil, 76% of the industrial waste generated is incorrectly disposed of, without receiving proper treatment. This situation is worsened if the waste contains heavy m...

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Autor principal:	Farias, Larissa Bello Neves de
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2021
Assuntos:	Hidróxidos duplos em camadas Resíduos industriais - Reaproveitamento Metais - Decapagem Sustentabilidade Layered double hydroxides Factory and trade waste - Recycling Metals - Pickling Sustainability CNPQ::CIENCIAS HUMANAS::EDUCACAO::ENSINO-APRENDIZAGEM Engenharia/Tecnologia/Gestão
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24603
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spelling	riut-1-246032021-04-02T06:10:58Z Obtenção de compostos lamelares a partir de resíduos industriais Obtaining lamellary compounds from industrial waste Farias, Larissa Bello Neves de Bail, Alesandro https://orcid.org/0000-0002-1631-9302 http://lattes.cnpq.br/1280246965220928 Bail, Alesandro https://orcid.org/0000-0002-1631-9302 http://lattes.cnpq.br/1280246965220928 Passig, Fernando Hermes https://orcid.org/0000-0002-7461-0616 http://lattes.cnpq.br/0839069076248628 Arízaga, Gregorio Guadalupe Carbajal https://orcid.org/0000-0003-3120-0243 http://lattes.cnpq.br/2350583852994186 Hidróxidos duplos em camadas Resíduos industriais - Reaproveitamento Metais - Decapagem Sustentabilidade Layered double hydroxides Factory and trade waste - Recycling Metals - Pickling Sustainability CNPQ::CIENCIAS HUMANAS::EDUCACAO::ENSINO-APRENDIZAGEM Engenharia/Tecnologia/Gestão Nowadays one of the biggest concerns that affect society worldwide is the disposal of industrial waste. In Brazil, 76% of the industrial waste generated is incorrectly disposed of, without receiving proper treatment. This situation is worsened if the waste contains heavy metals, such as iron, zinc, copper, aluminum, chromium, among others, since they cause irreversible damage to ecosystem. Mostly, the treatments carried out on these types of waste aim at generating a stable material enough to be disposal in landfills, missing the possibility of transform it into something useful. Therefore, this work aims at promoting the recovery of industrial waste containing metals in order to removing/recovering metals and converts them into new products, according to the principles of Green Chemistry and the United Nations' sustainable development objectives. This research proposes an experimental route using waste pickling acid (WPA) in order to produce a lamellar compound, such as a layered double hydroxide (LDH). The LDHs are materials with interesting properties and they have high potential to be used as sorbents, ion exchangers, polymeric stabilizers, catalysts, vehicles for drug release, among others. The synthesis method used was the coprecipitation and LDH was characterized by the analysis of apparent density, X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (IR-FTIR), scanning electron microscopy (SEM), adsorption-desorption of nitrogen (BET and BJH), thermogravimetric analysis (TGA), atomic absorption spectrometry (AAS) and ultraviolet–visible spectrophotometry (UV-Vis). Eight LDHs were produced under different synthesis conditions. According to the results, it was possible to produce an LDH formed by zinc, iron and aluminum containing chloride from industrial waste. The characterization techniques used showed the formation of a lamellar material, with low lamellar organization, specific area between 50 and 79m2 g-1, crystallinity dependent on the experimental conditions of the synthesis, especially the temperature. AAS data showed that all industrial waste added to the reaction was consumed, with no significant amount of dissolved metals remaining in the reaction medium. Thus, the applied coprecipitation process may be considered as an alternative to combine industrial waste treatment with the production of advanced materials. Therefore, it is concluded that it is possible to produce an LDH from waste and that the synthesis conditions influence the characteristics of the LDH. Atualmente uma das maiores preocupações que atingem a sociedade a nível mundial é o descarte de resíduos industriais. No Brasil, 76% dos resíduos industriais gerados são descartados de forma incorreta, sem receber um tratamento adequado. Essa situação se agrava quando se trata de resíduos contendo metais pesados, como ferro, zinco, cobre, alumínio, cromo, entre outros, pois esses causam danos irreversíveis ao ecossistema. Em grande parte, os tratamentos realizados nestes tipos de resíduos, visam gerar um material estável o suficiente para serem conduzidos à aterros sanitários, perdendo a possibilidade de transformar esse resíduo em um algo útil. Portanto, este trabalho visa promover a valorização de resíduos contendo metais, com finalidade de remoção/recuperação de metais nobres e sua transformação em novos produtos, de acordo com os princípios da química verde e dos objetivos de desenvolvimento sustentável das Nações Unidas. Este projeto propõe uma rota experimental utilizando resíduos ácidos de decapagem (RAD) com o objetivo de produzir um composto lamelar, tal como um hidróxido duplo lamelar (HDL). Os HDLs são materiais com propriedades interessantes e de ampla utilização, podendo ser aplicado como adsorventes, trocadores iônicos, estabilizadores poliméricos, catalisadores, veículos para liberação de fármacos, entre outros. O método de síntese utilizado foi o de coprecipitação, e o HDL foi caracterizado por meio da análise da densidade aparente, difração de raios X (DRX), microscopia vibracional de infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), adsorção-dessorção de nitrogênio (BET e BJH), análise termogravimétrica (ATG), espectrometria de absorção atômica (EAA) e espectrofotometria ultravioleta e visível (UV Vis). Foram produzidos oito HDLs em condições de síntese distintas. De acordo com os resultados, foi possível produzir um HDL formado por zinco, ferro e alumínio contendo cloreto a partir de resíduos industriais. As técnicas de caracterização utilizadas mostraram a formação de um material lamelar, com baixa organização das lamelas, área específicas entre 50 e 79m2 g-1 , cristalinidade dependente das condições experimentais da síntese, principalmente da temperatura. Os dados da EAA mostraram que todo o resíduo industrial adicionado à reação foi consumido, não restando quantidade significativa de metais dissolvidos no meio de reação. Assim, o processo de coprecipitação aplicado pode ser considerado como uma alternativa para conjugar tratamento de resíduos industriais com produção de materiais avançados. Portanto, conclui-se que é possível produzir um HDL a partir de resíduos e que as condições de sínteses influenciam nas características do HDL. 2021-04-02T00:52:04Z 2021-04-02T00:52:04Z 2020-12-15 masterThesis FARIAS, Larissa Bello Neves de. Obtenção de compostos lamelares a partir de resíduos industriais. 2020. 91 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2020. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24603 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Londrina Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental UTFPR
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description	Nowadays one of the biggest concerns that affect society worldwide is the disposal of industrial waste. In Brazil, 76% of the industrial waste generated is incorrectly disposed of, without receiving proper treatment. This situation is worsened if the waste contains heavy metals, such as iron, zinc, copper, aluminum, chromium, among others, since they cause irreversible damage to ecosystem. Mostly, the treatments carried out on these types of waste aim at generating a stable material enough to be disposal in landfills, missing the possibility of transform it into something useful. Therefore, this work aims at promoting the recovery of industrial waste containing metals in order to removing/recovering metals and converts them into new products, according to the principles of Green Chemistry and the United Nations' sustainable development objectives. This research proposes an experimental route using waste pickling acid (WPA) in order to produce a lamellar compound, such as a layered double hydroxide (LDH). The LDHs are materials with interesting properties and they have high potential to be used as sorbents, ion exchangers, polymeric stabilizers, catalysts, vehicles for drug release, among others. The synthesis method used was the coprecipitation and LDH was characterized by the analysis of apparent density, X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (IR-FTIR), scanning electron microscopy (SEM), adsorption-desorption of nitrogen (BET and BJH), thermogravimetric analysis (TGA), atomic absorption spectrometry (AAS) and ultraviolet–visible spectrophotometry (UV-Vis). Eight LDHs were produced under different synthesis conditions. According to the results, it was possible to produce an LDH formed by zinc, iron and aluminum containing chloride from industrial waste. The characterization techniques used showed the formation of a lamellar material, with low lamellar organization, specific area between 50 and 79m2 g-1, crystallinity dependent on the experimental conditions of the synthesis, especially the temperature. AAS data showed that all industrial waste added to the reaction was consumed, with no significant amount of dissolved metals remaining in the reaction medium. Thus, the applied coprecipitation process may be considered as an alternative to combine industrial waste treatment with the production of advanced materials. Therefore, it is concluded that it is possible to produce an LDH from waste and that the synthesis conditions influence the characteristics of the LDH.
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Obtenção de compostos lamelares a partir de resíduos industriais

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