Sustainable ferrocene for enhanced heterogeneous photoelectro-Fenton: A novel application in gas diffusion electrodes

Autor(es)

Santos, Gessica O. S. ; Sanchez-Montes, Isaac ; Cordeiro-Junior, Paulo Jorge M. ; Silva, Taynara O. ; Rodrigo, Manuel A. ; Lanza, Marcos R. V.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: JOURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING; v. 13, n. 2, p. 14-pg., 2025-04-01.

Resumo

In the present work, the development of a low-cost ferrocene (Fc)-modified gas diffusion electrode (GDE) and its effective application for the treatment of paracetamol-contaminated water have been demonstrated. The electrochemical characterization using the rotating ring disk electrode (RRDE) technique showed a slight decrease in the amount of H2O2 detected, probably due to the catalytic conversion of H2O2 to center dot OH by the Fc, which increased the degradation efficiency. Among the current densities tested, 7.5 mA cm-2 was found to be the most efficient for paracetamol degradation, balancing energy consumption and treatment efficacy. The addition of UV-A irradiation further enhanced the degradation performance, especially at higher Fc content (15 % Fc-GDE), due to the generation of additional center dot OH species by the interaction between Fc and UV-A light. However, the 5 % FcGDE proved to be the most cost-effective and efficient electrode, demonstrating optimal energy utilization and total organic carbon (TOC) removal. The low iron leaching observed with the 5 % Fc-GDE (0.06 mg L-1) highlights its suitability for sustainable, large-scale applications in neutral water matrices, ensuring safe and efficient degradation of pharmaceutical contaminants for potential reuse, such as in agricultural irrigation. (AU)

• Processo FAPESP: 20/02743-4 - Filmes de Fe/RuO2-TiO2 suportados em feltro de carbono para degradação do norfloxacino por processo eletro-fenton heterogêneo
• Beneficiário: Géssica de Oliveira Santiago Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 18/22210-0 - EMU concedido no processo 2017/10118-0: cromatógrafo líquido (HPLC)
• Beneficiário: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 22/03386-6 - Tratamento de COVs por processo combinado de absorção com eletro-Fenton heterogêneo usando cátodos modificados com ferro
• Beneficiário: Géssica de Oliveira Santiago Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 19/06650-3 - EMU concedido no processo 2017/10118-0: sistema potenciostato com módulo de impedância eletroquímica
• Beneficiário: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 18/22022-0 - EMU concedido no processo 2017/10118-0: sistema de espectroeletroquímica
• Beneficiário: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 16/19612-4 - Degradação dos desreguladores endócrinos carbofurano, metilparabeno e propilparabeno via H2O2 eletrogerado e processos associados (H2O2 eletrogerado/UV, eletro-Fenton e fotoeletro-Fenton)
• Beneficiário: Paulo Jorge Marques Cordeiro Junior
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 22/12895-1 - Processos avançados para a degradação de poluentes emergentes: materiais catalíticos, sensores eletroanalíticos e divulgação científica
• Beneficiário: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 20/07351-7 - Processos oxidativos avançados baseados na ativação in situ de oxidantes via radiação UVC e solar para a eliminação simultânea de microcontaminantes e patógenos
• Beneficiário: Isaac José Sánchez Montes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 22/07227-0 - Eletrodo de difusão gasosa a base de carbono modificado com benzofenona aplicado a co-geração de radicais oxidantes em um reator
• Beneficiário: Taynara Oliveira Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 18/22211-7 - EMU concedido no processo 2017/10118-0: analisador de carbono orgânico total (TOC)
• Beneficiário: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários