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Desenvolvimento de eletrodos de difusão gasosa (EDG) modificados com óxidos metálicos micro e nanoestruturados para a eletrogeração in situ de H2O2 visando aplicações ambientais

Processo: 12/03770-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de maio de 2012
Vigência (Término): 30 de abril de 2015
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
Pesquisador responsável:Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
Beneficiário:Jonas Batista Reis
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Peróxido de hidrogênio   Agrotóxicos   Processos oxidativos avançados

Resumo

Os processos produtivos utilizados nas lavouras geram muitos resíduos agrotóxicos. Anualmente são produzidas grandes quantidades destes produtos, afetando a saúde humana e animal. O monitoramento destes agrotoxicos residuais no meio ambiente vem ganhando grande interesse devido ao fato de muitas dessas substâncias serem freqüentemente encontradas em efluentes de Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs) e águas naturais. Estudos demonstram que várias dessas substâncias parecem ser persistentes no meio ambiente e não são completamente removidas nas ETEs. Sendo assim, muitas substâncias residuais persistem a vários processos de tratamento convencional de água. Como alternativa ao tratamento convencional destes pesticidas, a tecnologia eletroquímica pode ser considerada uma tecnologia não-convencional que oferece um meio eficiente de controle da poluição por meio de reações redox, seja através das reações diretas entre as espécies poluentes e as superfícies eletródicas, ou do sinergismo desses processos com o poder de espécies oxidantes geradas in situ. Entre as tecnologias não-convencionais, a tecnologia eletroquímica de tratamento de resíduos e efluentes apresenta como grande vantagem a sua compatibilidade ambiental, considerando-se o fato de que o principal reagente, o elétron, é um "reagente limpo". No tratamento eletroquímico de efluentes orgânicos, as moléculas orgânicas são degradadas por reações que ocorrem através da transferência de átomos de oxigênio das moléculas de água da fase solvente para a espécie a ser oxidada. A utilização de reatores eletroquímicos com eletrodos de difusão gasosa (EDG) na geração in situ de H2O2 permite o tratamento de soluções contendo substâncias orgânicas, podendo ser empregado como pré ou pós-tratamento, juntamente a outros processos como, por exemplo, os processos oxidativos avançados (POAs). A produção de H2O2 em eletrodos do tipo EDG baseia-se na redução catódica de moléculas de oxigênio. Este tipo de eletrodo não sofre limitações impostas pela concentração do gás no meio aquoso e nem pela difusão das moléculas de O2 do seio da solução até a superfície do eletrodo, como nos eletrodos convencionais. Nas últimas décadas é notável o uso de eletrodos quimicamente modificados, cujo objetivo da modificação é pré-estabelecer e controlar a natureza físico-química da interface eletrodo-solução como forma de alterar a reatividade e seletividade do eletrodo base, favorecendo assim, o desenvolvimento de eletrodos para vários fins e aplicações, desde a catálise de reações orgânicas e inorgânicas até a transferência de elétrons em moléculas de interesse. A proposta do presente trabalho visa à modificação destes eletrodos por impregnação de óxidos de rutênio, irídio e ósmio micro e nanoestruturados, pois se tratam se metais resistentes ao meio ácido, fim de melhorar a eficiência eletroquímica na redução de oxigênio, a partir de um processo eletródico envolvendo 2 elétrons, e conseqüentemente aumentar o rendimento na síntese de peróxido de hidrogênio in-situ. Os EDGM mais eficientes serão utilizados no processo de degradação de dois agrotóxicos diuron e glicosato, utilizando degradação química direta via H2O2 (oxidação anódica). Além disso, pretende-se efetuar a identificação dos intermediários de degradação dos agrotóxicos durante a aplicação de cada um dos processos de degradação, utilizando-se a Cromatografia Gasosa com Espectrometria de Massas e a Cromatografia Iônica, visando estabelecer a rota de degradação de cada um dos compostos.

Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
REIS, Jonas Batista. Estudo da atividade eletrocatalítica de óxidos nanoestruturados de Ru, Ir, Hf e La visando o estudo da reação de redução de oxigênio (RRO). 2015. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Química de São Carlos São Carlos.

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