Mineralization of paracetamol using a gas diffusion electrode modified with ceria high aspect ratio nanostructures

Autor(es)

Pinheiro, Victor S. ^[1] ; Paz, Edson C. ^{[1, 2]} ; Aveiro, Luci R. ^[1] ; Parreira, Luanna S. ^[3] ; Souza, Felipe M. ^[1] ; Camargo, Pedro H. C. ^[3] ; Santos, Mauro C. ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Fed ABC UFABC, CCNH, LEMN, Rua Santa Adelia 166, BR-09210170 Santo Andre, SP - Brazil

^[2] Inst Fed Educ Ciencia & Tecnol Maranhao IFMA, Campus Acailandia, R Projetada S-N, BR-65930000 Acailandia, MA - Brazil

^[3] Univ Sao Paulo, IQ, Av Prof Lineu Prestes, BR-05508000 Sao Paulo, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Electrochimica Acta; v. 295, p. 39-49, FEB 1 2019.
• Citações Web of Science: 3

Resumo

A large number of pharmaceutical drugs have been found in effluents because conventional treatments are not efficient in their removal. Among these drugs, paracetamol is a cause of concern due to its great use worldwide. In this context, electrochemical advanced oxidation processes (EAOPs) based on the Fenton process have been studied because they are able to remove these persistent organic pollutants. This work aims to use an electrocatalyst based on Vulcan XC-72 carbon black modified with 1% ceria high aspect ratio nanostructures (1% CeO2 HARN/Vulcan XC-72) as a gas diffusion electrode (GDE) for both hydrogen peroxide electrogeneration and paracetamol degradation using Fenton-like processes. These studies were evaluated using two different anodes, Pt and boron-doped diamond (BDD). The results obtained in the H2O2 electrogeneration indicated a large increase in the efficiency of the modified gas diffusion electrode (MGDE) with the 1% CeO2 HARN/Vulcan XC-72 electrocatalyst compared to the Vulcan XC-72 GDE without modification. Approximately 1463 mg L-1 of H2O2 with an energy consumption of 11.5 kWh kg(-1) and a current efficiency of 44.9% was obtained. The tested EAOPs showed paracetamol mineralization rates of up to 98.4% after 6 h of electrolysis in 350 mL of acidic medium. The MGDE also showed a high stability without loss of H2O2 electrogeneration capacity after 130 h of use, making it promising in applications for EAOPs aiming at organic pollutant mineralization. (C) 2018 Published by Elsevier Ltd. (AU)

• Processo FAPESP: 17/22976-0 - Desenvolvimento de nanoeletrocatalisadores de paládio e nióbio para células a combustível de etanol direto alcalinas
• Beneficiário: Felipe de Moura Souza
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 15/10314-8 - Nanoestruturas para a Degradação de Fenol, Ciprofloxacino e 17 alfa etinilestradiol
• Beneficiário: Mauro Coelho dos Santos
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 17/10118-0 - Estudo e aplicação da tecnologia eletroquímica para a análise e a degradação de interferentes endócrinos: materiais, sensores, processos e divulgação científica
• Beneficiário: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 17/26288-1 - Eletrocatalisadores híbridos baseados em nanopartículas de Pd, Pt e Sn, e em nanobarras de céria para aplicação em células a combustível
• Beneficiário: Victor dos Santos Pinheiro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 15/21366-9 - Materiais híbridos contendo nanopartículas metálicas para aplicações catalíticas
• Beneficiário: Pedro Henrique Cury Camargo
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 16/00819-8 - Síntese Controlada de Nanomateriais baseados em Pd e Pt: Otimizando Atividade e Estabilidade Eletrocatalítica
• Beneficiário: Luanna Silveira Parreira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/21846-6 - Nanoestruturas para a remediação ambiental e produção de energia a partir de fontes renováveis
• Beneficiário: Mauro Coelho dos Santos
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular