Produção sustentável de derivados de tolueno utilizando células eletroquímicas equipadas com cátodos de difusão gasosa auxiliados por coluna de absorção

• Processo: 24/06300-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 21 de fevereiro de 2025
• Data de Término da vigência: 20 de fevereiro de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Beneficiário: Florymar Escalona Durán
• Supervisor: Manuel Andres Rodrigo Rodrigo
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Universidad de Castilla-La Mancha, Ciudad Real (UCLM), Espanha
• Vinculado à bolsa: 23/05895-8 - Desenvolvimento e aplicação de eletrodos de difusão gasosa modificados com lantânio e cério no tratamento eletroquímico/like-fenton de benzotriazol, BP.PD
• Assunto(s): Catalisadores Elementos da série dos lantanídeos Peróxido de hidrogênio Oxirredução Tolueno
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Catalisador | Eletrodo de difusão de gás | Lantanídeos | peróxido de hidrogênio | Reação de Redução de Oxigênio | tolueno | Tecnicas de tratamentos de águas de abastecimento e residuárias

Resumo

O desenvolvimento de processos mais eficientes para o tratamento de fluxos de gases residuais está se tornando uma necessidade para aplicações reais em todo o mundo. Neste sentido, esta proposta visa a aplicação de eletrodos de difusão gasosa (EDG) modificados com nanopartículas de La2O3 e CeO2, acoplando o sistema eletroquímico a uma coluna de absorção, para a obtenção de compostos de valor agregado a partir da oxidação do tolueno.Os estudos serão realizados em uma célula eletroquímica de fluxo de compartimento único equipada com um EDG como cátodo, e o fornecimento de gás oxigênio e/ou nitrogênio será realizado através da camada externa do eletrodo. Um eletrodo de ânodo dimensionalmente estável (DSA) será usado como ânodo e, quando aplicável, um eletrodo de Ag/AgCl (KCl 3M) será usado como referência. Nas melhores condições experimentais obtidas, serão realizados tratamentos de oxidação eletroquímica assistida por absorção, arrastando fluxos de gás contaminados com tolueno juntamente com o fornecimento de gás oxigênio. O contaminante será transferido para a fase líquida borbulhando diretamente na solução através da camada externa do eletrodo e passando por uma coluna de absorção compactada. O principal desafio deste projeto é controlar a seletividade e o rendimento dos produtos de valor agregado obtidos, evitando a mineralização total do contaminante. Nesse sentido, a composição da fase líquida será cuidadosamente estudada: proporções específicas de metanol serão adicionadas ao absorvente/eletrólito (K2SO4 0,05 mol L-1) para contribuir na pré-concentração de tolueno. O peróxido de hidrogênio (H2O2) eletrogerado será quantificado por espectrofotometria UV-Vis e a eficiência do EDG na degradação do tolueno e geração de subprodutos será avaliada por cromatografia iônica (CI), UV/Vis, HPLC, DQO e COT.