Atividade eletrocatalítica de ADEs de composições binárias na eletrooxidação de fenol
| Ano de defesa: | 2001 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-29102025-135639/ |
Resumo: | Resíduos industriais são graves problemas da atualidade. Estudos de métodos alternativos aos tratamentos biológicos têm sido realizados, como por exemplo, a degradação eletroquímica utilizando-se ânodos dimensionalmente estáveis (ADEs). No presente trabalho investigou-se a atividade eletrocatalítica de ADEs, óxidos de rutênio e de irídio de composições nominais Ti/Ru0,3M0,7O2 e Ti/Ir0,7M0,3O2, onde M é titânio ou estanho, utilizando a oxidação do fenol como reação teste. Foi verificada a influência da troca de titânio por estanho nas propriedades eletrocatalíticas dos ADEs. Pretende-se com isto estabelecer qual é o melhor material anódico para a oxidação completa do material de partida. O fenol foi o poluente orgânico escolhido para esse estudo por ser classificado como poluente prioritário devido a sua alta toxicidade. A voltametria cíclica foi empregada para investigar o mecanismo eletródico desta oxidação. Embora alguns dos eletrodos (Ti/NxTi(1-x)O2, N = Ru, Ir) já tenham sido investigados intensamente na literatura em meio ácido e básico, poucos estudos foram realizados no meio empregado nesta dissertação (NaClO4 1,0 mol dm-3). Estudos de voltametria cíclica com o fenol, com ênfase na determinação de mecanismos eletródicos, ainda não foram relatados. Os estudos de eletrólises do fenol foram realizados a corrente constante (j = 40 mA cm2) e os produtos de oxidação foram analisados por HPLC. O eletrodo Ti/Ru0,3M0,7O2 apresentou maior atividade catalítica em relação a oxidação do fenol nas condições de voltametria cíclica, onde a adição de estanho na composição eletródica não alterou de forma significativa as propriedades eletrocatalíticas dos eletrodos. O fenol é degradado completamente em cinco horas de eletrólise, onde os principais produtos foram CO2 (> 50%), a benzoquinona e os ácidos málico, tartárico e malônico. O eletrodo Ti/Ru0,3M0,7O2 apresentou maior especificidade para CO2. O mecanismo de degradação é proposto e uma escala relativa entre os diferentes materiais investigados foi estabelecida. |
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Atividade eletrocatalítica de ADEs de composições binárias na eletrooxidação de fenolNão informado.Não informado.Não informado.Resíduos industriais são graves problemas da atualidade. Estudos de métodos alternativos aos tratamentos biológicos têm sido realizados, como por exemplo, a degradação eletroquímica utilizando-se ânodos dimensionalmente estáveis (ADEs). No presente trabalho investigou-se a atividade eletrocatalítica de ADEs, óxidos de rutênio e de irídio de composições nominais Ti/Ru0,3M0,7O2 e Ti/Ir0,7M0,3O2, onde M é titânio ou estanho, utilizando a oxidação do fenol como reação teste. Foi verificada a influência da troca de titânio por estanho nas propriedades eletrocatalíticas dos ADEs. Pretende-se com isto estabelecer qual é o melhor material anódico para a oxidação completa do material de partida. O fenol foi o poluente orgânico escolhido para esse estudo por ser classificado como poluente prioritário devido a sua alta toxicidade. A voltametria cíclica foi empregada para investigar o mecanismo eletródico desta oxidação. Embora alguns dos eletrodos (Ti/NxTi(1-x)O2, N = Ru, Ir) já tenham sido investigados intensamente na literatura em meio ácido e básico, poucos estudos foram realizados no meio empregado nesta dissertação (NaClO4 1,0 mol dm-3). Estudos de voltametria cíclica com o fenol, com ênfase na determinação de mecanismos eletródicos, ainda não foram relatados. Os estudos de eletrólises do fenol foram realizados a corrente constante (j = 40 mA cm2) e os produtos de oxidação foram analisados por HPLC. O eletrodo Ti/Ru0,3M0,7O2 apresentou maior atividade catalítica em relação a oxidação do fenol nas condições de voltametria cíclica, onde a adição de estanho na composição eletródica não alterou de forma significativa as propriedades eletrocatalíticas dos eletrodos. O fenol é degradado completamente em cinco horas de eletrólise, onde os principais produtos foram CO2 (> 50%), a benzoquinona e os ácidos málico, tartárico e malônico. O eletrodo Ti/Ru0,3M0,7O2 apresentou maior especificidade para CO2. O mecanismo de degradação é proposto e uma escala relativa entre os diferentes materiais investigados foi estabelecida.Significant environmental challenges accompany the safe disposal of chemical waste. Phenol is often used as a test compound since is classified as a priority pollutant due its high toxicity. Alternative methods to biological treatments are often investigated in the literature, in the present work the electrochemical incineration of phenol using dimensionally stable anodes (DSA®) was investigated. Coatings with nominal compositions Ti/Ru0,3M0,7O2 and Ti/Ir0,7M0,3O2 (M = Ti and Sn) were investigated. A systematic change of titanium oxide by tin oxide in the ruthenium oxide coating results in a positive synergetic effect of the active surface sites of the electrocatalysts. This works pennits to establish a straight relationship between electrochemical activity and coating materials. Mixed oxides having titanium oxide in the coating compositions (Ti/NxTi(1 -x)O2, N = Ru or Ir) are often choose as a test anodic material when one wants to investigated a new degradation route, nevertheless cyclic voltammetry characterization, in the supporting electrolyte used in this work (NaClO4 1,0 mol dm-3), has not been reported yet for these materials. Cyclic voltammetry, RDE and electrolysis at constant current (j = 40 mA cm-2) techniques were used to investigate phenol oxidation mechanism, the oxidation products were analyzed by HPLC. Under middle oxidation condition, e.g. CV, Ti/Ru0,3Ti0,702 electrode coating presents larger catalytic activity towards phenol oxidation, introduction of tin oxide did not produce a significant change on the electrochemical parameters analyzed. Nevertheless, for higher oxidative conditions, e.g. J = 40 mA cm2, switching titanium by tin oxide increases electrochemical incineration of phenol towards CO2 formation. For all coatings tested completely phenol oxidation was achieved in five hours of electrolysis, main product was CO2 (> 50%) although benzoquinone, malic, tartaric and malonic acids were also founded. Phenol oxidation mechanism was proposed based on previous reports in the literature.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPAndrade, Adalgisa Rodrigues deAlves, Paula Durante Pereira2001-04-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-29102025-135639/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-10-29T17:29:02Zoai:teses.usp.br:tde-29102025-135639Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-10-29T17:29:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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