Degradação fotoeletroquímica dos pesticidas glifosato, atrazina, carbendazim e 2,4-D em água utilizando eletrodos de nanotubos de Ti/TiO2, Ti/TiO2-Ag e Ti/TiO2-Au
Ano de defesa: | 2019 |
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Universidade Federal de Mato Grosso
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Resumo: | The intensive use of pesticides has resulted in the contamination of several environmental matrices, such as surface waters, so the development of environmentally and cost viable techniques for the elimination of these compounds is mandatory. Advanced oxidation processes, especially photoelectrocatalysis, have shown promising results in the degradation of organic contaminants. Thus, in the present work the degradation of the main pesticides used State of Mato Grosso, 2,4-D, glyphosate, atrazine and carbendazim was studied using photoelectrocatalysis with bare Ti/TiO2 nanotube electrodes and impregnated with Ag and Au nanoparticles. The photoelectrocatalytic treatment of 2,4-D resulted in 95% degradation of the chromophore group after 3 hours of treatment under optimal conditions (Ti/TiO2-Au, 0.01 mol L-1 NaCl, pH 4, UV irradiation and applied potential of + 1V vs Ag/AgCl), for photocatalysis and photolysis techniques obtained 91% and 42% degradation, respectively, with main by-products formed: 4- dichlorophenol, 1,4-chlorobenzoquinone, phenol, cyclohexadione and acetic acid. Glyphosate was completely degraded after 1 minute of treatment (Ti/TiO2-Au, applied potential + 1V vs. Ag/AgCl, 0.05 mol L-1 NaCl support electrolyte, and pH 2). Photoelectrocatalytic treatment of atrazine (Ti/TiO2- Au, applied potential + 1V vs. Ag/AgCl, 0.05 mol L-1 NaCl support electrolyte, and pH 2). completly degraded the chromophore group after 60 min, with main by-products N-methylmethanimine, 2-isocyanatopropane, 6-nitro-1,3,5- triazine-2,4-diol, hydroxytrazine . Finally, the photoelectrocatalytic treatment of carbendazim under the same conditions as atrazine resulted in 100% degradation of the chromophore group after 10 min of reaction, being observed the main byproducts: benzimidazole isocyanate, N- (1- methoxyvinyl) -1H-diazirin-3-amine, resorcinol, phenol, methyl hydrogen carbonimidate. Therefore, photoelectrocatalysis can be promising for the remediation of pesticide-contaminated waters. |
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Degradação fotoeletroquímica dos pesticidas glifosato, atrazina, carbendazim e 2,4-D em água utilizando eletrodos de nanotubos de Ti/TiO2, Ti/TiO2-Ag e Ti/TiO2-AuProcessos oxidativos avançadosAgrotóxicosCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAAdvanced oxidation processesAgrochemicalsThe intensive use of pesticides has resulted in the contamination of several environmental matrices, such as surface waters, so the development of environmentally and cost viable techniques for the elimination of these compounds is mandatory. Advanced oxidation processes, especially photoelectrocatalysis, have shown promising results in the degradation of organic contaminants. Thus, in the present work the degradation of the main pesticides used State of Mato Grosso, 2,4-D, glyphosate, atrazine and carbendazim was studied using photoelectrocatalysis with bare Ti/TiO2 nanotube electrodes and impregnated with Ag and Au nanoparticles. The photoelectrocatalytic treatment of 2,4-D resulted in 95% degradation of the chromophore group after 3 hours of treatment under optimal conditions (Ti/TiO2-Au, 0.01 mol L-1 NaCl, pH 4, UV irradiation and applied potential of + 1V vs Ag/AgCl), for photocatalysis and photolysis techniques obtained 91% and 42% degradation, respectively, with main by-products formed: 4- dichlorophenol, 1,4-chlorobenzoquinone, phenol, cyclohexadione and acetic acid. Glyphosate was completely degraded after 1 minute of treatment (Ti/TiO2-Au, applied potential + 1V vs. Ag/AgCl, 0.05 mol L-1 NaCl support electrolyte, and pH 2). Photoelectrocatalytic treatment of atrazine (Ti/TiO2- Au, applied potential + 1V vs. Ag/AgCl, 0.05 mol L-1 NaCl support electrolyte, and pH 2). completly degraded the chromophore group after 60 min, with main by-products N-methylmethanimine, 2-isocyanatopropane, 6-nitro-1,3,5- triazine-2,4-diol, hydroxytrazine . Finally, the photoelectrocatalytic treatment of carbendazim under the same conditions as atrazine resulted in 100% degradation of the chromophore group after 10 min of reaction, being observed the main byproducts: benzimidazole isocyanate, N- (1- methoxyvinyl) -1H-diazirin-3-amine, resorcinol, phenol, methyl hydrogen carbonimidate. Therefore, photoelectrocatalysis can be promising for the remediation of pesticide-contaminated waters.O uso intensivo de pesticidas tem resultado na contaminação de diversas matrizes ambientais, dentre elas águas superficiais, implicando na necessidade de técnica ambientalmente corretas e financeiramente viáveis para eliminação destes compostos. Os processos oxidativos avançados, em especial a fotoeletrocatálise, tem demostrado resultados promissores na degradação de contaminantes orgânicos. Assim, no presente trabalho estudou-se a degradação dos principais pesticidas utilizados no Estado de Mato Grosso, 2,4-D, glifosato, atrazina e carbendazim utilizando fotoeletrocatálise com eletrodos de nanotubos de Ti/TiO2 puros e impregnados com nanopartículas de Ag e Au. O tratamento fotoeletrocatalítico do 2,4-D possibilitou a obtenção de 95% de degradação do grupo cromóforo após 3 horas de tratamento sob condições ótimas (Ti/TiO2-Au, NaCl 0,01 mol L-1 , pH 4, irradiação UV e potencial aplicado de +1V vs Ag/AgCl), para as técnicas fotocatálise e fotólise obteve-se 91% e 42%, respectivamente, sendo os principais subprodutos formados: 4- diclorofenol, 1,4- clorobenzoquinona, fenol, ciclohexadiona e ácido acético. Glifosato foi totalmente degradado após 1 minuto de tratamento (de Ti/TiO2- Au, potencial aplicado +1V vs. Ag/AgCl, eletrólito suporte NaCl 0,05 mol L-1 , e pH 2). O tratamento fotoeletrocatalítico da atrazina (Ti/TiO2-Au, potencial aplicado +1V vs. Ag/AgCl, eletrólito suporte NaCl 0,05 mol L-1 , e pH 2) degradou totalmente o grupo cromóforo após 60 min, tendo como principais subprodutos os compostos N-metilmetanimina, 2-isocianatopropano, 6-nitro-1,3,5-triazina-2,4-diol e hidroxiatrazina. Por fim, o tratamento fotoeletrocatalítico do carbendazim, sob as mesmas condições da atrazina, resultou em 100% de degradação do grupo cromóforo após 10 min de reação, sendo observado como principais subprodutos: isocianato de benzimidazol, 2-aminobenzimidazol, N-(1-metoxivinil)-1H-diazirin-3-amina, resorcinol, fenol e hidrogenocarbonimidato de metila. Diante do exposto, a fotoeletrocatálise pode ser promissora para remediação de águas contaminadas com pesticidas glifosato, 2,4-D, atrazina e carbendazim. Santos, Lucyan Elam Rosa, M.S., Universidade Federal de Mato Grosso, agosto de 2019. Degradação fotoeletroquímica dos pesticidas glifosato, atrazina, carbendazim e 2,4-D em água utilizando eletrodos de nanotubos de Ti/TiO2, Ti/TiO2-Ag e Ti/TiO2-Au.Universidade Federal de Mato GrossoBrasilInstituto de Ciências Exatas e da Terra (ICET)UFMT CUC - CuiabáPrograma de Pós-Graduação em QuímicaBrugnera, Michele Fernandahttp://lattes.cnpq.br/5210611443974911Brugnera, Michelle Fernanda228.077.838-64http://lattes.cnpq.br/5210611443974911Jacinto, Marcos José840.553.831-34http://lattes.cnpq.br/3542379839367052228.077.838-64Oliveira, Adriana Paiva dehttp://lattes.cnpq.br/2588854413383307186.726.198-70Santos, Lucyan Elam Rosa2021-08-05T14:01:04Z2020-10-282021-08-05T14:01:04Z2019-08-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisSANTOS, Lucyan Elam Rosa. Degradação fotoeletroquímica dos pesticidas glifosato, atrazina, carbendazim e 2,4-D em água utilizando eletrodos de nanotubos de Ti/TiO2, Ti/TiO2-Ag e Ti/TiO2-Au. 2019. 133 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Exatas e da Terra, Cuiabá, 2019.http://ri.ufmt.br/handle/1/2691porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMTinstname:Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)instacron:UFMT2021-08-06T07:01:22ZRepositório InstitucionalPUB |
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