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

• Processo: 12/04168-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2013
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2015
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Luis Augusto Martins Ruotolo
• Beneficiário: Luis Augusto Martins Ruotolo
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Tratamento de águas residuárias Efluentes industriais Poluição ambiental Técnicas eletroquímicas Compostos orgânicos Degradação de resíduos químicos Agrotóxicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: 1 - Tratamento físico-químico de efluentes | 2 -Poluentes organicos | 3 - Eletroquímica ambiental | 4 - Engenharia eletroquímica | 5 - Eletrodos tridimensionais | Tratamento de Efluentes Industriais

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)

Publicações científicas

(5)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

FARINOS, ROSIMEIRE M.; RUOTOLO, LUIS A. M.. Three-dimensional anodes prepared by electrodeposition of -PbO2 onto reticulated vitreous carbon with different porosities. Journal of Materials Research, v. 31, n. 20, p. 3168-3178, OCT 2016. (12/04168-0)

OLIVEIRA, KAIQUE S. G. C.; FARINOS, ROSIMEIRE M.; VEROLI, ALYNE B.; RUOTOLO, LUIS A. M.. Electrochemical incineration of glyphosate wastewater using three-dimensional electrode. ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY, v. 42, n. 2, p. 170-181, JAN 15 2021. (12/04168-0)

BRITTO-COSTA, PEDRO H.; RUOTOLO, LUIS A. M.. Optimization of copper electrowinning from synthetic copper sulfate solution using a pulsed bed electrode. HYDROMETALLURGY, v. 150, p. 52-60, DEC 2014. (12/04168-0)

FARINOS, ROSIMEIRE M.; RUOTOLO, LUIS A. M.. Comparison of the electrooxidation performance of three-dimensional RVC/PbO2 and boron-doped diamond electrodes. Electrochimica Acta, v. 224, p. 32-39, JAN 10 2017. (12/04168-0)

OLIVEIRA, K. S. G. C.; VEROLI, A. B.; RUOTOLO, L. A. M.. Using modulated current for energy minimization in the electrochemical treatment of effluents containing organic pollutants. JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS, v. 399, NOV 15 2020. (12/04168-0)