Fotoeletrodeposição de cobre sobre diamante dopado com boro para aplicação na remoção de nitrato

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Mildred Caroline Élis Ribeiro
• Orientador(a): Maurício Ribeiro Baldan, Andrea Boldarini Couto
• Banca de defesa: Neidenei Gomes Ferreira, Washington Luiz Alves Corrêa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores
• País: BR
• Resumo em Inglês: This work presents the nitrate degradation study using as cathode boron doped diamond (BDD) electrodes modified with copper particles by photoelectro deposition and as anode the BDD without modification. The BDD films were obtained at two different doping levels of 2,7 - 5,7 x $10^{19}$ and 1,6 - 3,0 x $10^{20}$ B $cm^{-3}$, evaluated by Mott-Schottky Plots. The morphological, structural and electrochemical characterizations of BDD film were carried out by Scanning Electron Microscopy, Raman Spectroscopy, and Cyclic Voltammetry. These characterizations showed the BDD films with high quality. It was observed that films with different doping BDD showed similar morphology that can be associated with the deposition time and reactor configuration. Copper electrodeposition and copper photoeletrodepostion under BDD films were evaluated by Cyclic Voltammetry and Scanning Electron Microscopy. The copper deposited by photoelectrodeposition in neutral medium presented higher density and uniformity all over the BDD surface. On the other hand, the influence of doping BDD films in the copper photoelectrodeposition showed the copper particles distributed more homogeneity under the BDD films over doped. The best conditions for nitrate removal was current density 20 mA $cm^{-2}$, BDD film using as cathode modified with copper particles that hinders the adsorption of $H^{+}$ ions on the cathode surface favoring the reduction nitrate and basic medium that favors the catalytic action of copper.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2013/04.24.12.58

Este trabalho apresenta o estudo da degradação eletroquímica do nitrato utilizando como catodo eletrodos de diamante dopados com boro (DDB) modificados por fotodeposição de partículas de cobre e como anodo o DDB não modificado. Os filmes de DDB foram produzidos com duas dopagens diferentes de 2,7 - 5,7 x $10^{19}$ e 1,6 - 1,6 - 3,0 x $10^{20}$ B $cm^{-3}$, calculadas por Mott-Schottky Plot. A caracterização morfológica, estrutural e eletroquímica dos filmes de DDB foi realizada por Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectroscopia Raman e Voltametria Cíclica. Essas caracterizações mostraram que os filmes de DDB apresentaram uma alta qualidade. Foi observado que os filmes de DDB com diferentes dopagens apresentaram morfologia similar, A eletrodeposição e fotoeletrodeposição de cobre sobre os filmes DDB foram avaliadas por Voltametria Cíclica e Microscopia Eletrônica. Verificou-se que os depósitos de cobre por fotoeletrodeposição em meio neutro apresentaram uma alta densidade e uniformidade sobre a superfície do DDB. Quanto à influência da dopagem na fotoeletrodeposiação de cobre verificou-se que nos filmes mais dopados as partículas de cobre estavam distribuídas de maneira mais homogênea. Em relação à remoção de nitrato constatou-se que as melhores condições são as seguintes: densidade de corrente de 20 mA $cm^{-2}$ , catodo de DDB modificado com partículas de cobre que dificulta a adsorção de íons $H^{+}$ sobre a superfície do catodo favorecendo a redução de nitrato e o meio básico que favorece a ação catalítica do cobre.