Synthesis of SiO2/ZnO/Fe2O3/ZnFe2O4 from Spent Alkaline Batteries and Mining Tailings Applied as a Photocatalyst and Pseudocapacitor

Magnago, Luma B.; Betim, Fernando S.; Almeida, Jenifer R.; Moura, Mayra N.; Coelho, Edson L. D.; Leal, Vitor M.; Ferreira, Sandra A. D.; Lelis, Maria F. F.; Freitas, Marcos B. J. G.

doi:10.21577/0103-5053.20230184

Luma B. Magnago ^**e-mail: luma.magnago@gmail.com

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Laboratório de Análise e Tratamento de Água, Departamento de Química, Universidade Federal do Espírito Santo, Av. Fernando Ferrari, 514, Goiabeiras, 29075-910 Vitória-ES, Brazil

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Espírito Santo, Rodovia BR-259, km 70, Distrito de Itapina, 29717-000 Colatina-ES, Brazil

http://orcid.org/0000-0002-5271-5572

Fernando S. Betim

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Laboratório de Eletroquímica e Eletroanálise, Departamento de Química, Universidade Federal do Espírito Santo, Av. Fernando Ferrari, 514, Goiabeiras, 29075-910 Vitória-ES, Brazil

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Espírito Santo, Rodovia Miguel Curry Carneiro, 799, Santa Luzia, 29830-000 Nova Venécia-ES, Brazil

http://orcid.org/0000-0002-0197-9260

Jenifer R. Almeida

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http://orcid.org/0000-0002-6157-6236

Mayra N. Moura

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http://orcid.org/0009-0008-3858-0377

Edson L. D. Coelho

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http://orcid.org/0009-0000-6874-7512

Vitor M. Leal

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http://orcid.org/0000-0002-6374-9161

Sandra A. D. Ferreira

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Maria F. F. Lelis

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http://orcid.org/0000-0002-4828-4482

Marcos B. J. G. Freitas

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Laboratório de Eletroquímica e Eletroanálise, Departamento de Química, Universidade Federal do Espírito Santo, Av. Fernando Ferrari, 514, Goiabeiras, 29075-910 Vitória-ES, Brazil

http://orcid.org/0000-0003-1521-774X

*e-mail: luma.magnago@gmail.com

Editor handled this article: Rodrigo A. A. Muñoz (Associate)

Independent variables	Coded and actual levels
Independent variables	(-1)	(+1)
pH	3	7
H₂O₂ / (×10^-5 mol)	2.35	4.70
Mixed oxide / mg	20	40

Source of variation	Sum of squares (SS)	Degrees of freedom	Mean squares (MS)	R²	F
Between (B)	$S S B = \sum_{i = 1}^{n} {({\hat{y}}_{i} - \bar{y})}^{2} = 2661.55$	p - 1 = 2	$M S B = \frac{S S B}{p - 1} = 1330.77$	$R^{2} = \frac{S S B}{S S T} = 0.9925$	$F = \frac{M S B}{M S W} = 198.90$
Within (W)	$S S W = \sum_{i = 1}^{n} {(y_{i} - {\hat{y}}_{i})}^{2} = 20.07$	n - p = 3	$M S W = \frac{S S W}{n - p} = 6.69$
Total (T)	$S S T = \sum_{i = 1}^{n} {(y_{i} - \bar{y})}^{2} = 2681.62$	n - 1 = 4

Reference	Dye		Catalyst		Parameter		Reusability
Reference	Name	Quantity / mol	Type	Mass / mg	H₂O₂ / mol	pH	Efficiency / %	time in last cycle / min
This work	MB	1.56 × 10^-6	SiO₂/ZnO/Fe₂O₃/ZnFe₂O₄	20	2.35 × 10^-5	3	96 (4^th cycle)	30
⁴⁵45 Welter, N.; Leichtweis, J.; Silvestri, S.; Sánchez, P. I. Z.; Mejía, A. C. C.; Carissimi, E.; J. Alloys Compd. 2022, 901, 163758. [Crossref] Crossref...	Rhodamine B	1.04 × 10^-5	ZnFe₂O₄/Biochar(1:1)	100	1.47 × 10^-3	3	65 (8^th cycle)	60
⁵⁸58 Silva, E. N.; Brasileiro, I. L. O.; Madeira, V. S.; Farias, B. A.; Ramalho, M. L. A.; Rodríguez-Aguado, E.; Rodríguez-Castellón, E.; J. Environ. Chem. Eng. 2020, 8, 104132. [Crossref] Crossref...	MB	3.90 × 10^-5	α-Fe₂O₃/CuFe₂O₄	250	2.21 × 10^-3	6	100 (4^th cycle)	60
⁵⁹59 Ivanets, A.; Prozorovich, V.; Sarkisova, V.; Roshchina, M.; Grigoraviciute-Puroniene, I.; Zarkov, A.; Kareiva, A.; Masindi, V.; Wang, C.; Srivastava, V.; Sillanpää, M.; Ceram. Int. 2021, 47, 29786. [Crossref] Crossref...	MB	1.56 × 10^-6	MgFe₂O₄ doped with La	250	10^-3	6	90 (4^th cycle)	270
⁶⁰60 Rini, N. P.; Istiqomah, N. I.; Sunarta; Suharyadi, E.; Case Stud. Chem. Environ. Eng. 2023, 7, 100301. [Crossref] Crossref...	MB	2.19 × 10^-6	CoO/ZnO	100	1.06 × 10^-2	6	66.54 (4^th cycle)	180

[1] *e-mail: luma.magnago@gmail.com

Brasil

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Synthesis of SiO2/ZnO/Fe2O3/ZnFe2O4 from Spent Alkaline Batteries and Mining Tailings Applied as a Photocatalyst and Pseudocapacitor

Synthesis of SiO₂/ZnO/Fe₂O₃/ZnFe₂O₄ from Spent Alkaline Batteries and Mining Tailings Applied as a Photocatalyst and Pseudocapacitor