Highly porous seeding-free boron-doped ultrananocrystalline diamond used as high-performance anode for electrochemical removal of carbaryl from water

Autor(es)

Vernasqui, Lais G. ; dos Santos, Alexsandro J. ; Fortunato, Guilherme V. ; Kronka, Matheus S. ; Barazorda-Ccahuana, Haruna L. ; Fajardo, Ana S. ; Ferreira, Neidenei G. ; Lanza, Marcos R. V.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Chemosphere; v. 305, p. 9-pg., 2022-06-30.

Resumo

Boron-doped diamond (BDD) electrodes are regarded as the most promising catalytic materials that are highly efficient and suitable for application in advanced electrochemical oxidation processes targeted at the removal of recalcitrant contaminants in different water matrices. Improving the synthesis of these electrodes through the enhancement of their morphology, structure and stability has become the goal of the material scientists. The present work reports the use of an ultranano-diamond electrode with a highly porous structure (B-UNCDWS/ TDNT/Ti) for the treatment of water containing carbaryl. The application of the proposed electrode at current density of 75 mA cm-2 led to the complete removal of the pollutant (carbaryl) from the synthetic medium in 30 min of electrolysis with an electric energy per order of 4.01 kWh m- 3 order- 1. The results obtained from the time-course analysis of the carboxylic acids and nitrogen-based ions present in the solution showed that the concentrations of nitrogen-based ions were within the established maximum levels for human consumption. Under optimal operating conditions, the proposed electrode was successfully employed for the complete removal of carbaryl in real water. Thus, the findings of this study show that the unique, easy-to-prepare BDD-based electrode proposed in this study is a highly efficient tool which has excellent application potential for the removal of recalcitrant pollutants in water. (AU)

• Processo FAPESP: 19/20634-0 - Tratamento de águas residuais contaminadas com interferentes endócrinos pela aplicação de processos eletroquímicos de oxidação avançada: efeito sinérgico de diferentes catodos suportados em carbono
• Beneficiário: Alexsandro Jhones dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 14/50945-4 - INCT 2014: Instituto Nacional de Tecnologias Alternativas para Detecção, Avaliação Toxicológica e Remoção de Micropoluentes e Radioativos
• Beneficiário: Maria Valnice Boldrin
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 19/00592-1 - Degradação de agrotóxicos da classe dos carbamatos via Processos Eletroquímicos Oxidativos Avançados (PEOA) utilizando eletrodos de diamante dopado com boro
• Beneficiário: Laís Gimenes Vernasqui
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 21/07615-7 - Novo eletrodo ultrananocristalino de diamante dopado com boro/nanotubo de dióxido de titânio/titânio (UNDDBss/NDT/TI) como um compósito poroso para remover poluentes emergentes de gases e urina
• Beneficiário: Laís Gimenes Vernasqui
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 17/23464-3 - Estudo da degradação dos agrotóxicos paraquat, metam-sódico e carbaril via Processos Oxidativos Avançados Eletroquímicos (POAE) utilizando eletrodos de difusão gasosa modificados com óxidos bimetálicos
• Beneficiário: Matheus Schiavon Kronka
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• 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: 19/04421-7 - Produção e caracterização de nanocompositos metal-grafeno ou óxido de grafeno visando a produção eletrocatalítica de peróxido de hidrogênio: Uma aplicação à degradação de desreguladores endócrinos por processos eletroquímicos oxidativos avançados
• Beneficiário: Guilherme Vilalba Fortunato
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado