Aplicação e avaliação de três ânodos distintos (DDB/PT/OMM) na degradação de imidacloprido
Ano de defesa: | 2023 |
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Pós-Graduação em Química
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Resumo: | Imidacloprid (IMD) is a neonicotinoid insecticide widely used in agriculture. Due to its toxic effects, high solubility, and stability in water, it raises environmental concerns. Faced with this problem, the work aims to degrade imidacloprid in a commercial sample, by using advanced electrochemical oxidative processes with boron-doped diamond (DDB), platinum (Pt,) and mixed metal oxides (MMO) anodes, and as a catalyst a hybrid magnetic graphene (HMG). The HMG was synthesized and characterized through X-Ray Diffraction, RAMAN Scattering Spectroscopy, and FTIR analysis, which showed success in the formation of the material. The effect of pH (3, 5, and 7) and current density (33, 67, and 100 mA cm-2 ), showed better degradation results for DDB compared to Pt and OMM, with degradation rates of 99.8 % to pH 7, 67 mA cm-2 and at 60 min. The effect of the catalyst mass (0-1000 mg) added to the adsorption tests indicated that the Fenton reaction does not have a significant contribution to the degradation and the anodic material is the most important factor. The variation in the initial concentration (5, 25, and 50 mg L-1 ) did not imply a difference in the percentage of degradation of imidacloprid, and the use of NaCl as a support electrolyte replacing Na2SO4 promoted a significant increase in the percentage of degradation, in 60 min, of Pt (51.0 to 92.0%) and OMM (49.0 to 88.0%), while reducing DDB degradation from 99.9 to 93.0%. Through LC-MS analysis, it was possible to confirm the degradation of imidacloprid and propose the chemical structures for the formation of two by-products. In short, the best degradation results for the anodes can be presented as follows MMO<Pt<DDB. |
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Menezes, Thalles Henrique SantosRomão, Luciane Pimenta Cruz2023-08-12T00:21:27Z2023-08-12T00:21:27Z2023-02-09MENEZES, Thalles Henrique Santos. Aplicação e avaliação de três ânodos distintos (DDB/PT/OMM) na degradação de imidacloprido. 2023. 95 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2023.https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/18092Imidacloprid (IMD) is a neonicotinoid insecticide widely used in agriculture. Due to its toxic effects, high solubility, and stability in water, it raises environmental concerns. Faced with this problem, the work aims to degrade imidacloprid in a commercial sample, by using advanced electrochemical oxidative processes with boron-doped diamond (DDB), platinum (Pt,) and mixed metal oxides (MMO) anodes, and as a catalyst a hybrid magnetic graphene (HMG). The HMG was synthesized and characterized through X-Ray Diffraction, RAMAN Scattering Spectroscopy, and FTIR analysis, which showed success in the formation of the material. The effect of pH (3, 5, and 7) and current density (33, 67, and 100 mA cm-2 ), showed better degradation results for DDB compared to Pt and OMM, with degradation rates of 99.8 % to pH 7, 67 mA cm-2 and at 60 min. The effect of the catalyst mass (0-1000 mg) added to the adsorption tests indicated that the Fenton reaction does not have a significant contribution to the degradation and the anodic material is the most important factor. The variation in the initial concentration (5, 25, and 50 mg L-1 ) did not imply a difference in the percentage of degradation of imidacloprid, and the use of NaCl as a support electrolyte replacing Na2SO4 promoted a significant increase in the percentage of degradation, in 60 min, of Pt (51.0 to 92.0%) and OMM (49.0 to 88.0%), while reducing DDB degradation from 99.9 to 93.0%. Through LC-MS analysis, it was possible to confirm the degradation of imidacloprid and propose the chemical structures for the formation of two by-products. In short, the best degradation results for the anodes can be presented as follows MMO<Pt<DDB.O imidacloprido (IMD) é um inseticida neonicotinóide amplamente utilizado na agricultura. Devido aos seus efeitos tóxicos, alta solubilidade e estabilidade em água, desperta preocupação ambiental. Defronte à problemática, o trabalho tem como objetivo degradar imidacloprido proveniente da amostra comercial, por meio de processos oxidativos avançados eletroquímicos, empregando ânodos de diamante dopado com boro (DDB), platina (Pt) e óxidos metálicos mistos (OMM), e como catalisador um híbrido magnético de grafeno (HMG). O HMG foi sintetizado e caracterizado por meio das técnicas Difração de Raios X, Espectroscopia de espalhamento RAMAN e análise de FTIR, as quais evidenciaram sucesso na formação do material. O DDB apresentou melhores resultados de degradação em todas as condições estudadas, pH 3, 5 e 7 e densidade de corrente 33, 67 e 100 mA cm-2 , com degradação de 99,8% para pH 7, 67 mA cm-2 e em 60 min. O efeito da massa do catalisador (0-1000 mg) somado aos testes de adsorção, indicaram que a reação de Fenton não tem uma contribuição significativa na degradação e o material anódico é o fator mais importante. A variação da concentração inicial (5, 25 e 50 mg L-1 ) não implicou em diferença na porcentagem de degradação do imidacloprido e o uso do NaCl como eletrólito suporte em substituição ao Na2SO4 promoveu aumento significativo na porcentagem de degradação, em 60 min, da Pt (51,0 para 92,0%) e OMM (49,0 para 88,0%), enquanto reduziu a degradação do DDB de 99,9 para 93,0%. Através da análise por LC-MS foi possível confirmar a degradação do imidacloprido e propor as estruturas químicas para a formação de dois subprodutos encontrados. Em suma, os melhores resultados de degradação para os ânodos podem ser apresentados da seguinte maneira OMM<Pt<DDB.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESSão CristóvãoporOxidaçãoEletroquímicaPoluentesProcessos oxidativos avançados eletroquímicosOxidação eletroquímicaEletro-Fenton heterogêneoPoluentes orgânicos persistentesNeonicotinóidesAdvanced electrochemical oxidative processesElectrochemical oxidationHeterogeneous electro-FentonPersistent organic pollutantsNeonicotinoidsCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAAplicação e avaliação de três ânodos distintos (DDB/PT/OMM) na degradação de imidaclopridoApplication and evaluation of three different anodes (BDD/PT/MMO) for the degradation of imidaclopridinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPós-Graduação em QuímicaUniversidade Federal de Sergipe (UFS)reponame:Repositório Institucional da UFSinstname:Universidade Federal de Sergipe (UFS)instacron:UFSinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81475https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/18092/1/license.txt098cbbf65c2c15e1fb2e49c5d306a44cMD51ORIGINALTHALLES_HENRIQUE_SANTOS_MENEZES.pdfTHALLES_HENRIQUE_SANTOS_MENEZES.pdfapplication/pdf2375838https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/18092/2/THALLES_HENRIQUE_SANTOS_MENEZES.pdfe9b3da9cf05a7dab96e112f03211b80cMD52TEXTTHALLES_HENRIQUE_SANTOS_MENEZES.pdf.txtTHALLES_HENRIQUE_SANTOS_MENEZES.pdf.txtExtracted texttext/plain165187https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/18092/3/THALLES_HENRIQUE_SANTOS_MENEZES.pdf.txt971cb0dd21cfb98f3b35fa20eb8af772MD53THUMBNAILTHALLES_HENRIQUE_SANTOS_MENEZES.pdf.jpgTHALLES_HENRIQUE_SANTOS_MENEZES.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1390https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/18092/4/THALLES_HENRIQUE_SANTOS_MENEZES.pdf.jpg3529f24d9dbc9b49daad7e272af84a4aMD54riufs/180922023-08-11 21:21:33.317oai:ufs.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://ri.ufs.br/oai/requestrepositorio@academico.ufs.bropendoar:2023-08-12T00:21:33Repositório Institucional da UFS - Universidade Federal de Sergipe (UFS)false |
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