Degradação eletroquímica de compostos orgânicos poluentes utilizando eletrodo tridimensional de CVR/PbO2

Resumo

Os problemas causados pela crescente contaminação ambiental por pesticidas vêm despertando interesses de pesquisadores, de autoridades e da população, uma vez que seus efeitos estão cada vez mais presentes no cotidiano. Uma forma de se evitar a contaminação ambiental é através do tratamento de efluentes industriais, o que é feito, em muitos casos, empregando-se processos biológicos. Entretanto, algumas categorias de compostos, entre eles muitos pesticidas, são refratárias a este tipo de tratamento e requerem a utilização de novas técnicas. Nesse contexto, a tecnologia eletroquímica surgiu como uma alternativa ambientalmente compatível e com vantagens como eliminação de transporte e estocagem de produtos químicos perigosos, diminuição da mão-de-obra e facilidade de automatização. No entanto, para o uso efetivo da tecnologia eletroquímica para o tratamento de efluentes industriais alguns obstáculos ainda devem ser superados, sendo o principal deles a restrição de transporte de massa decorrente da baixa concentração dos compostos nestes efluentes, o que afeta a eficiência de corrente (EC) levando a um consumo energético elevado (CE). Visando superar esta dificuldade e minimizar CE, propõe-se neste projeto estudar a oxidação de compostos orgânicos utilizando um eletrodo tridimensional de carbono vítreo reticulado (CVR) recoberto com PbO2 como material eletroativo. Em uma primeira etapa será feito o desenvolvimento da técnica de eletrodeposição do PbO2 sobre o CVR. Nesta etapa pretende-se estudar o efeito da densidade de corrente, temperatura e vazão sobre a qualidade e uniformidade do depósito obtido. Em uma segunda etapa será estudada a degradação de pesticidas utilizando o CVR/PbO2 em um reator de fluxo. A cinética de oxidação será avaliada através da redução da demanda química de oxigênio e do carbono orgânico total em função das variáveis de processo, tais como, densidade de corrente, velocidade de escoamento, pH, temperatura e concentração de íons cloreto. Essas variáveis foram escolhidas porque têm efeito direto sobre a transferência de elétrons e transporte de massa que controlam o processo de oxidação eletroquímica. A partir destes resultados e usando-se planejamento fatorial Box-Behnken, a eficácia do reator eletroquímico será avaliada através da cinética da reação, EC e CE. Compostos intermediários formados durante a reação de oxidação eletroquímica serão identificados e quantificados por cromatografia líquida acoplada com espectrômetro de massa. (AU)