Síntese de Ferritas Dopadas Com Cobre à Partir da Reciclagem de Baterias Ion-Li (CuFe2O4-LiBs) e Suas Aplicações na Descoloração do Corante Azul de Metileno Pelo Processo Foto Fenton Heterogêneo e Como Pseudocapacitor Eletroquímico

Abstract

Neste estudo, foi utilizado um método de co-precipitação para a síntese de Fe2O3/ Fe3O4 e CuFe2O4-A a partir de reagentes comerciais e CuFe2O4-LiB a partir de cobre reciclado do coletor de corrente de uma bateria de íon lítio (LiBs). A difração de raios X identificou a estrutura tetragonal de CuFe2O4-LiB. A microscopia eletrônica de varredura e a microscopia eletrônica de transmissão mostraram aglomerados de partículas esféricas nanométricas. As propriedades fotocatalíticas foram analisadas monitorando a descoloração do azul de metileno (AM) em um processo foto-Fenton heterogêneo na presença de radiação solar. As condições ideais para a descoloração de AM, determinadas usando um planejamento fatorial, foram 10 mg de CuFe2O4, pH 7 e 0,3 mol.L-1 e H2O2. A eficiência da descoloração foi de 96,1% em 45 minutos de reação. A análise da solução de AM após a descoloração mostrou uma redução de 32,3% na demanda química de oxigênio (DQO) após 105 minutos de reação. A cromatografia de íons detectou ácidos fórmicos e acéticos como produtos de degradação de AM e a espectrometria de emissão óptica de plasma indutivamente acoplada mostrou a presença de íons de ferro e cobre na solução tratada (sistema I) em concentrações aceitáveis pela legislação. A CuFe2O4-LiB mostrou ser um catalisador eficiente para a descoloração/degradação de AM por reações de foto-Fenton heterogênea. A voltametria cíclica foi utilizada para a caracterização eletroquímica de eletrodos compostos por CuFe2O4-LiB. Os eletrodos CuFe2O4-LiB mostraram grande reversibilidade, eficiência de carga e uma capacitância específica de 2,4 F.g-1 (10,0 mV.s-1), que são características favoráveis para pseudocapacitores. Este estudo investigou a multifuncionalidade de CuFe2O4-LiB como fotocatalisador para a descoloração e degradação de corante AM sob radiação solar e como pseudocapacitor. Portanto, este estudo é de interesse científico, econômico, ambiental e social.