The magnetic fraction of coal fly ash: separation and Properties

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Resumo

Fly ash is an abundant byproduct of industrial waste that presents a huge environmental concern regarding its disposal. Given this, the sustainable use of ash as a renewable support material in the property of materials has been growing in recent years. In this context, the present work aims to extract magnetic particles from fly ash derived from coal combustion and modify them through different routes for future photocatalytic applications. The fly ash (FA) was preconditioned for the removal of magnetic particles (MF0) and then modifications were carried out with oleic acid and NaOH, obtaining samples MF1 and MF2, respectively. The materials obtained were characterized by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, vibrating sample magnetometer and hyperthermia. The characterization of the particles allowed the understanding of their microstructural, morphological and magnetic characteristics, as well as the identification of the material composition. X-ray diffraction analyses of the samples indicated the presence of the crystalline phase of iron oxides, hematite and magnetite phases. The change with oleic acid allows for greater saturation magnetization (18 emu/g) compared to many samples, and consequently a greater response in the presence of a magnetic field. Thus, the results indicated that the removal and chemical treatment made it possible to obtain magnetic particles with optimized properties, thus contributing to future applications as photocatalysts.

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Biografia do Autor

  • Natália Porto Alexandre, Universidade Federal do Ceará

    Licenciada em Química pela Universidade Federal do Ceará (2018). Tem experiência
    como bolsista no Programa Institucional de Bolsas de Iniciação a Docência (PIBID)
    pela UFC (2014-2016) e no Programa Institucional de Bolsas de Iniciação em
    Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (PIBIT) pela UFC (2017). Atualmente é
    aluna bolsista do PRH 31.3 ANP/FINEP de doutorado do Programa de Pós-graduação
    em Química da UFC, com área de concentração em Química Inorgânica, com
    conhecimento em Química Inorgânica e Química Ambiental, atuando principalmente
    nos seguintes temas: argilas, argilominerais, zeólitas, celulose bacteriana, óxido de
    grafeno, resinas, materiais hierárquicos e adsorção.

  • Armando Diego Lima de Freitas, Universidade Federal do Ceará

    Licenciado em Química UFC (2017), Mestre em Química UFC (2019), Doutorando em
    Química pela Universidade Federal do Ceará. Atualmente participa do laboratório de
    materiais nanoestruturados (LMN), como doutorando, estudando as sínteses de
    geopolímeros. Atua nas linhas de pesquisa que envolvem sínteses e caracterização de
    zeólitas e zeólitas magnéticas por meio do uso de fontes alternativas de silício e
    alumínio.

  • Sandra Aguiar Soares, Universidade Federal do Ceará

    Possui graduação em Química pela Universidade Federal do Ceará (UFC), mestrado
    em Química pela UFC, doutorado em Química pela Universidade de São Paulo (USP)

    e estágio de Pós-doutorado na "Università Degli Studi di Torino" (Turin, Italy). É
    Professora Titular do Departamento de Química Orgânica e Inorgânica (DQOI) da UFC
    e Docente permanente do Programa de Pós-Graduação em Química (DQOI/UFC).
    Participa de Projetos financiados pelos setores público e privado (Petrobras, CNPq,
    Eneva, Funcap) e desenvolve suas atividades de pesquisa na linha de Química de
    Materiais no Laboratório de Polímeros e Inovação de Materiais (LabPIM) do DQOI,
    com o foco em polissacarídeos bioativos. No Departamento de Engenharia de
    Transportes, coordena o laboratório de ligantes asfálticos e materiais aplicados à
    infraestrutura de transportes (CT-Infra), especialmente, biomateriais voltados para
    redução do impacto ambiental e sustentabilidade. Possui publicações em relevantes
    periódicos, capítulos de livros e depósito de patentes nas suas áreas de atuação, áreas de atuação, além

  • Adonay Rodrigues Loiola, Universidade Federal do Ceará

    Bacharel em Química (UFC, 2004), mestre em Química Inorgânica (UFC, 2006),
    doutor em Química (UFC, 2009, com estágio sanduíche na Universidade de
    Manchester, Prof. Michael W. Anderson). No período de 2023-2024 foi pesquisador
    visitante (pós-doutorado) no Laboratório de Peneiras Moleculares da UFRN (Profa.
    Sibele B. C. Pergher). Professor da UFC desde 2013, coordenador do Laboratório de
    Materiais nanoestruturados e pesquisador dos programas de pós-graduação em
    Química e de Engenharia e Ciências de Materiais, onde orienta projetos de mestrado e
    doutorado. Atua nas linhas de pesquisa que envolvem 1) síntese e caracterização
    materiais nanoporosos voltados para aplicações de caráter ambiental, 2) imobilização
    de enzimas para otimização de processos catalíticos e 3) síntese e caracterização de
    nanopartículas cristalinas. É coautor de 28 artigos científicos. Realizou missões de
    trabalho de pesquisa na Universidade de St Andrews, Escócia (2019) e Universidade
    Tecnológica de Braunschweig, Alemanha (2020). É membro da Sociedade Real de
    Química-RSC (Royal Society of Chemistry), Sociedade Brasileira de Catálise e da
    Sociedade Brasileira de Química-SBQ, nesta última tendo exercido o cargo de
    secretário da regional (SBQ-CE) em dois mandatos 2018-2022.

Referências

[1] GLOAG, Lucy et al. Advances in the application of magnetic nanoparticles for sensing. Advanced Materials, v. 31, n. 48,

p. 1904385, 2019.

[2] UMAMAHESWARI, G. T. et al. Influence of the cerium-doped Fe2O3 on structural and morphological properties for enhanced

photocatalytic performance. Digest Journal of Nanomaterials & Biostructures (DJNB), v. 17, n. 4, 2022.

[3] AFIFY, Ali A. et al. Comparative Mössbauer and first principles calculations for selected iron oxides and ferrites

nanoparticles. Materials Today Communications, v. 35, p. 106193, 2023.

[4] ATEIA, Ebtesam E.; AL-HAMZI, Abdulalah; HUSSEIN, B. Synthesis and characterization of non-stoichiometric cobalt

nanoferrites for multifunctional applications. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, v. 33, n. 26, p. 20642-

20655, 2022.

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Publicado

15-11-2024

Edição

2024: XIV ENCAT

Seção

Síntese e caracterização de catalisadores e adsorventes.

Licença

Copyright (c) 2024 Natália Porto Alexandre, Armando Diego Lima de Freitas, Sandra Aguiar Soares, Adonay Rodrigues Loiola (Autor)

Creative Commons License
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Como Citar

PORTO ALEXANDRE, Natália; LIMA DE FREITAS, Armando Diego; AGUIAR SOARES, Sandra; RODRIGUES LOIOLA, Adonay. The magnetic fraction of coal fly ash: separation and Properties. XIV Encontro de Catálise do Norte, Nordeste e Centro-Oeste, Brasil, 2024. Disponível em: https://submissao.sbcat.org/index.php/xivencat/article/view/138. Acesso em: 26 dez. 2024.

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