Estudo da oxidação eletroquímica de ácidos carboxílicos usando eletrodo de diamante dopado com boro e participação de espécies oxidantes

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Queiroz, Jorge Leandro Aquino de
• Orientador(a): Huitle, Carlos Alberto Martinez
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Oxidação eletroquímica; Diamante dopado com boro; Espécies oxidantes; Mecanismos de oxidação; Ácidos carboxílicos
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/21865

Neste trabalho foi estudada a oxidação eletroquímica de três ácidos carboxílicos: fórmico (FA), acético (AA) e oxálico (AO) com o ânodo de diamante dopado com boro suportado em nióbio. Estes ácidos são comumente acumulados durante ou no final de diversos processos de oxidação avançada, uma vez que são mais persistentes que os poluentes iniciais tratados através destes métodos. O ânodo de BDD é considerado um dos melhores materiais eletrocatalíticos para estes processos, uma vez que atua eficientemente na geração de espécies fortemente oxidantes, como os radicais hidroxila, peróxido de hidrogênio e persulfatos. O silício é o substrato mais utilizado para deposição da camada de diamante, entretanto este é um material frágil. Sendo assim, o nióbio se mostra como uma alternativa promissora devido a sua estabilidade química e mecânica. Soluções sintéticas contendo os três ácidos carboxílicos foram submetidas a experimentos de oxidação anódica tendo como parâmetros investigados a densidade de corrente aplicada (30, 60, 90 e 120 mA cm-2) e a influência do eletrólito de suporte utilizado (ácido perclórico e sulfúrico), bem como os efeitos das diferenças estruturais dos ácidos. A degradação dos compostos orgânicos foi analisada através da demanda química de oxigênio (COD), carbono orgânico total (TOC) e HPLC, enquanto as espécies oxidantes foram detectadas utilizando técnicas reportadas na literatura. Os parâmetros de eficiência (TCE, MCE e consumo energético) também foram obtidos. Estudos eletroanalíticos mostraram que podem ocorrer, para estes ácidos tanto os processos de oxidação direta quanto indireta. A densidade de corrente se mostrou determinante na eficiência de remoção, sendo obtidas as maiores remoções de COD em maiores densidades (60,7% para o AA; 77,8% para o FA e 86,1% para o OA utilizando 120 mA cm-2). O eletrólito de suporte também influenciou na eficiência de remoção, sendo que o processo foi mais eficiente com a utilização do H2SO4 devido à participação dos persulfatos, o que levou a maiores remoções de COD (34,5% pra o AA; 82,5% para o FA e 93,5% para o OA utilizando 120 mA cm-2) quando comparado com o ácido perclórico. Por fim, os parâmetros de eficiência obtidos mostraram que o consumo energético depende apenas da densidade de corrente aplicada, e não da estrutura do ácido (maiores j implicam em maiores consumos energéticos); a eficiência total de corrente, por outro lado, sofre influência da estrutura do composto orgânico.