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Authors
Abstract(s)
The efficient treatment of waste plastics and pharmaceutical pollutants is of conspicuous
environmental, social and economic benefits. Therefore, here it is approached the application
of catalysts that can be efficient in mitigating both environmental problems. In this work,
four different catalysts were prepared. Three of them were synthesized by co-precipitation
of Ni, Al and Fe nitrates with different mass ratios (5%Ni:95%Al, 20%Ni:80%Al and
10%Ni10%Fe80%Al). The fourth catalyst was prepared by wet impregnation of nickel on
alumina. Then fresh catalysts were characterized by Fourier Transformed Infrared
Spectroscopy and X-ray diffraction to observe crystalline phases. Carbon structures were
prepared from low-density polyethylene, used as representative compound of plastic solid
waste by Chemical Vapor Deposition over 20% Ni/Al catalyst in a tubular furnace. Scanning
Electron Microscopy analyses were performed, identifying the carbon nanostructures with
size variation (1 μm to 4 μm). For paracetamol (PCM) removal Catalytic Wet Peroxide
Oxidation was assessed with 20%Ni:80%Al, 10%Fe:10%Ni:80% and commercial Al2O3
catalysts. The conversion of paracetamol, hydrogen peroxide and Total Organic Carbon
(TOC) were monitorized by High-Performance Liquid Chromatography, UV-Vis
spectrophotometer and TOC analyzer, respectively. The iron-containing catalyst showed the
highest catalytic activity in the CWPO of PCM satisfactory conversions (complete removal
of PCM after 4 h of reaction time under the following operating conditions: Ccat = 2.5 g/L,
CPCM,0 = 100 mg/L, pH0 = 3.5, and CH2O2 = 472.4 mg/L).
Um tratamento eficiente de resíduos plásticos e poluentes farmacêuticos traz benefícios ambientais, sociais e econômicos notáveis. Portanto, neste trabalho é proposta a aplicação de catalisadores que possam ser eficientes na mitigação de ambos os problemas ambientais. Neste trabalho preparou-se quatro tipos diferentes de catalisadores. Três deles foram sintetizados por co-precipitação dos nitratos de Ni, Al e Fe, como diferentes proporções de massa (5%Ni:95%Al, 20%Ni:80%Al and 10%Ni10%Fe80%Al). O quarto catalisador foi preparado por impregnação úmida de níquel em alumina. Em seguida, os catalisadores frescos foram caracterizados por Espectroscopia no Infravermelho Transformado por Fourier e difração de raios X, para observar as fases cristalinas. As estruturas de carbono foram preparadas a partir, do polietileno de baixa densidade, usado como composto representativo de resíduos sólidos de plástico, e pelo método de Deposição Química por Vapor realizada em um forno tubular e aplicação do catalisador de 20% Ni/Al. Realizou-se análises de microscopia eletrônica de varredura, para identificar as nanoestruturas de carbono com variação de tamanho (1 μm a 4 μm). Para a remoção do paracetamol (PCM), o método utilizado foi a Oxidação Húmida Catalítica com Peróxido de Hidrogênio, realizado com os catalisadores 20%Ni:80%Al, 10%Fe:10%Ni:80% e alumina comercial. A conversão do paracetamol, peroxido de hidrogênio e carbono orgânico total, foram monitoradas por cromatografia líquida de alta eficiência, espectrofotômetro UV-VIS, e TOC respectivamente. O catalisador contendo ferro mostrou a maior atividade catalítica no processo de CWPO, obtendo conversões satisfatórias de PCM (remoção completa do paracetamol após 4 horas, nas seguintes condições de operação: Ccat = 2.5 g/L, CPCM,0 = 100 mg/L, pH0 = 3.5, and CH2O2 = 472.4 mg/L).
Um tratamento eficiente de resíduos plásticos e poluentes farmacêuticos traz benefícios ambientais, sociais e econômicos notáveis. Portanto, neste trabalho é proposta a aplicação de catalisadores que possam ser eficientes na mitigação de ambos os problemas ambientais. Neste trabalho preparou-se quatro tipos diferentes de catalisadores. Três deles foram sintetizados por co-precipitação dos nitratos de Ni, Al e Fe, como diferentes proporções de massa (5%Ni:95%Al, 20%Ni:80%Al and 10%Ni10%Fe80%Al). O quarto catalisador foi preparado por impregnação úmida de níquel em alumina. Em seguida, os catalisadores frescos foram caracterizados por Espectroscopia no Infravermelho Transformado por Fourier e difração de raios X, para observar as fases cristalinas. As estruturas de carbono foram preparadas a partir, do polietileno de baixa densidade, usado como composto representativo de resíduos sólidos de plástico, e pelo método de Deposição Química por Vapor realizada em um forno tubular e aplicação do catalisador de 20% Ni/Al. Realizou-se análises de microscopia eletrônica de varredura, para identificar as nanoestruturas de carbono com variação de tamanho (1 μm a 4 μm). Para a remoção do paracetamol (PCM), o método utilizado foi a Oxidação Húmida Catalítica com Peróxido de Hidrogênio, realizado com os catalisadores 20%Ni:80%Al, 10%Fe:10%Ni:80% e alumina comercial. A conversão do paracetamol, peroxido de hidrogênio e carbono orgânico total, foram monitoradas por cromatografia líquida de alta eficiência, espectrofotômetro UV-VIS, e TOC respectivamente. O catalisador contendo ferro mostrou a maior atividade catalítica no processo de CWPO, obtendo conversões satisfatórias de PCM (remoção completa do paracetamol após 4 horas, nas seguintes condições de operação: Ccat = 2.5 g/L, CPCM,0 = 100 mg/L, pH0 = 3.5, and CH2O2 = 472.4 mg/L).
Description
Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Keywords
Environmental applications Plastics solid waste Upcycling Paracetamol Carbon nanotubes Catalytic wet peroxide oxidation