Síntese de nanopartículas de cobre a partir da reciclagem de placas de circuito impresso

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

 

 

 

Resumo

O percentual de metais nos resíduos de equipamentos elétricos e eletrônicos (REEE), especialmente o Cu (~30%), demonstram o potencial de reciclagem desta sucata como matéria-prima secundária. Assim, além de evitar possíveis impactos ambientais, a recuperação de metais pode atribuir valor econômico aos resíduos, os reaproveitando na fabricação de outros produtos, por exemplo, transformando-o em nanopartículas. As nanopartículas de cobre (CuNPs) têm demanda de mercado por terem aplicações em diferentes áreas, como dispositivos ópticos e magnéticos, catálise, remediação ambiental, agentes bactericidas, em trocadores de calor, ou em nano-fluidos. Após o processamento hidrometalúrgico (lixiviações e purificação do metal de interesse), o sulfato de cobre é obtido, e pode ser utilizado como precursor metálico na síntese de CuNPs. O ácido ascórbico (vitamina C) pode ser utilizado como agente redutor e capeador, pois é um agente antimicrobiano e não tóxico. As nanopartículas sintetizadas através desta metodologia são de cobre metálico, e elas podem apresentar estabilidade durante o período observado de 40 dias.

 

 

Abstract

The percentage of metals in waste electrical and electronic equipment (WEEE), about 40%, especially Cu (~30%), demonstrates the potential for recycling this scrap as secondary raw material. Thus, in addition to avoiding possible environmental impacts, the recovery of metals can attribute economic value to waste, reusing it in the manufacture of other products, for example, transforming it into nanoparticles. Copper nanoparticles (CuNPs) have market demand for having applications in different areas, such as optical and magnetic devices, catalysis, environmental remediation, bactericidal agents, in heat exchangers, or nano-fluids. After hydrometallurgical processing (leaching and purification of the metal of interest), copper sulfate is obtained, and it can be used as a metallic precursor in the synthesis of CuNPs. Ascorbic acid (vitamin C) can be used as a reducing and capping agent, as it is an antimicrobial and non-toxic agent. The nanoparticles synthesized through this methodology are made of metallic copper, and they can show stability during the observed period of 40 days.

 

 

Pesquisas Relacionadas

Síntese de nanopartículas de prata a partir da reciclagem de PCIs proveniente de celulares obsoletos.

 

 

Financiamento

Bolsas do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

 

Bolsa Temática da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). Pesquisa sobre tratamento de resíduos sólidos e eletrodiálise. Nº do processo FAPESP: 2012/51871-9. Título do projeto: Estudo de novas tecnologias e rotas de processamento para o tratamento e reciclagem de resíduos sólidos. 2014.

 

Bolsa Temática da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). Pesquisa sobre resíduos sólidos. Nº do processo FAPESP: 2012/51871-9. Título do projeto: Estudo de novas tecnologias e rotas de processamento para o tratamento e reciclagem de resíduos sólidos. 2017.

 

 

Publicações

Martins, Thamiris Auxiliadora Gonçalves; Alves, I. F. B.; Moraes, V. T.; Baltazar, M. P. G.; Tenório, J. A. S.; Espinosa, D. C. R. Síntese e aplicação de nanopartículas de cobre na degradação de aminas usadas na flotação reversa de minérios de ferro através de processo oxidativo Fenton. In: ABM Week 2019, 2020, São Paulo. 20˚ Simpósio de Mineração. Blucher Preceeding, 2020. v.20. p.129 – 140.

 

Gonçalves Martins, Thamiris Auxiliadora; Botelho Junior, Amilton Barbosa; de Moraes, Viviane Tavares; Espinosa, D. C. R. Study of pH Influence in the Synthesis of Copper Nanoparticles Using Ascorbic Acid as Reducing and Stabilizing Agent. In: The Minerals, Metals & Materials Series, 2020, San Diego. Functional Nanomaterials 2020: Translating Innovation into Pioneering Technologies. Springer International Publishing, 2020. v.1. p.1547 – 1557

 

Martins, T. A. G.; Gomes, K. E.; Rosario, C. G. A.; Espinosa, D. C. R.; Tenório, J. A. S. Characterization of Printed Circuit Boards of Obsolete (PCBs) Aimed at the Production of Copper Nanoparticles. In: The Minerals, Metals & Materials Series, 2019, San Antonio.

Characterization of Minerals, Metals, and Materials 2019. Springer Nature Switzerland, 2019. p.543 – 551.

 

Martins, T. A. G.; Gomes, K. E.; Rosário, C. G. A.; Espinosa, D. C. R.; Tenório, J. A. S. Estudo da reciclagem de resíduos eletroeletrônicos: caracterização de cobre presente nas placas de circuito impresso (PCIs) de computadores obsoletos visando à produção de nanopartículas. In: 30 CBESA, 2019, Natal. Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, 2019. Referências adicionais: Brasil/Português.

 

Gomes, K. E.; Martins, T. A. G.; Botelho Junior, A. B.; Espinosa, D. C. R.; Tenório, J. A. S. Estudo da síntese de nanopartículas de cobre metálico por redução química em micro-ondas. In: ABM Week 2019, 2019, São Paulo. 20˚ Simpósio de Mineração. Blucher Preceeding, 2019. v.20. p.366 – 374.

 

Alves, I. F. B.; Martins, T. A. G.; Baltazar, M. P. G.; Moraes, V. T.; Espinosa, D. C. R.; Tenório, J. A. S. Síntese de nanopartículas de cobre para aplicação no processo oxidativo FotoFenton para a degradação de surfactantes utilizados na flotação para beneficiamento de minérios. In: XXVIII Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa, 2019, Belo Horizonte. XXVIII Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa, 2019.

 

Marcos Paulo Kohler Caldas; Lucas Moraes de Sousa; Viviane Tavares de Moraes; Denise Crocce Romano Espinosa; Jorge Alberto Soares Tenório. Caracterização de placas de circuito impresso de computadores visando recuperação de metais preciosos por meio de nanopartículas, p. 8027-8033. In: 69° Congresso Anual da ABM – Internacional, São Paulo – Brasil, 2014. ISSN: 2594-5327 , DOI 10.5151/1516-392X-24800

 

Caldas, M. P. K.; Moraes, V. T. ; Silvas, F. P. C. ; Espinosa, D. C. R. ; Tenório, J. A. S. . Characterization of computers printed circuit boards in order to recover precious metal by nanoparticles. In: 4th International Conference on Industrial and Hazardous Waste Management, 2014, Creta – Grécia.

 

Tese de doutorado, Marcos Paulo Kohler Caldas: Síntese de nanopartículas de prata a partir da reciclagem de placas de circuito impresso. 2017.

 

Dissertação de mestrado, Mariana Alves de Carvalho: Obtenção de nanopartículas de cobre a partir da reciclagem de placas de circuito impresso. 2019.