Navegando por Autor "Xavier, Daniela Karla de Souza"
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Tese Aplicação da teoria do funcional da densidade (DFT) e da teoria quântica de átomos em moléculas (QTAIM) no entendimento da oxidação anódica de poluentes promovida pelo ânodo de diamante dopado com boro (BDD)(2020-01-31) Silva, Ámison Rick Lopes da; Huitle, Carlos Alberto Martinez; ; ; Silva, Djalma Ribeiro da; ; Albuquerque, Anderson dos Reis; ; Oliveira, João Bosco Lucena de; ; Xavier, Daniela Karla de Souza; ; Fonseca, Saulo Gregory Carneiro;Na área de eletroquímica ambiental um foco central é a descontaminação de efluentes. Usando técnicas e materiais catalíticos que promovam a oxidação/mineralização da matéria orgânica presente no efluente. A eletroquímica aplicada a este contexto é considerada uma forma de tratamento que se enquadra na nos princípios da química verde, por exemplo, evita o uso de reagentes agressivos ao meio ambiente. A complexidade química que envolve a oxidação das moléculas poluentes é estudada, na literatura, passo a passo na intenção de entender e propor melhoras nos processos em nível molecular. Para o melhor entendimento dos fenômenos, o uso de métodos computacionais da área de química teórica, são utilizadas partindo do que é indicado pelos resultados experimentais, obtidos pela área de eletroquímica ambiental. As técnicas eletroanalíticas: voltametrias cíclicas (VC) e de pulso diferenciado (VPD), foram aplicadas no sistema utilizando a cafeína como analito; eletrólito suporte de H2SO4 e ânodo de diamante dopado com boro (BDD). O perfil eletroanalítico apresentado para este sistema resultou em um pico oxidativo que caracteriza a oxidação da cafeína como uma oxidação direta, ou seja, um pico que ocorre antes do potencial de descarga da água, indicando que a oxidação da cafeína ocorre diretamente na superfície do BDD. A partir das informações fornecidas pelas medições experimentais de VC e VDP, um cluster da superfície do BDD foi construído computacionalmente para verificar as interações da cafeína com o eletrodo, obtendo parâmetros energéticos e pontos de interações pelos cálculos da Teoria do Funcional da Densidade (DFT), Teoria Quântica de Átomos em Moléculas (QTAIM) e da Função de Localização Eletrônica (ELF). De acordo com os resultados da análise energética, obtidos a partir do DFT, as geometrias mais e menos estáveis foram determinadas por energia de interação (IE). Os dados topológicos das geometrias de interações foram obtidos usando QTAIM e ELF para verificar as influências que ocorreram durante a interação e correlacioná-las à IE. Em um outro sistema que trata de oxidação anódica com um cenário mais ativo usando o BDD para mineralizar poluente, o Eriocromo Black T (EBT), em solução na presença de cátions Mg2+ e Ca2+. Eletro-oxidação feita em batelada e monitorando a descontaminação por meio de Demanda Química de Oxigênio (DQO) e espectroscopia ultravioleta e visível (UV-VIS), o comportamento observado foi o inverso do relatado na literatura quando o tratamento utilizado foi eletro-fenton. Neste cenário, uso do DFT para obter as estruturas dos complexos formados entre EBT e os cátions, e posteriormente cálculos de QTAIM aplicados aos complexos, de maneira a analisar as ligações Metal-Ligante na estrutura dos complexos adultos formados. A densidade eletrônica nestas ligações revela a força dos complexos, de maneira que foi possível comparar a ordem de facilidade em sofrer a eletro-oxidação dentre os complexos formados, esta ordem de facilidade levou em consideração complexos com esfera de coordenação tri e hexavalente, para ambos os complexos de esferas de coordenação não houve alteração de resultados.Tese Estudo da eficiência eletroquímica para tratamento de chorume gerado em aterro sanitário brasileiro(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-01-29) Xavier, Daniela Karla de Souza; Huitle, Carlos Alberto Martinez; Silva, Djalma Ribeiro da; ; http://lattes.cnpq.br/2791074318745945; ; http://lattes.cnpq.br/2485073932883264; ; http://lattes.cnpq.br/8391240341598438; Barbosa, Andréa Francisca Fernandes; ; http://lattes.cnpq.br/5160430176229725; Araújo, Eliane Gonçalves de; ; http://lattes.cnpq.br/4720265425355110; Galvão, Luzia Patrícia Fernandes de Carvalho; ; http://lattes.cnpq.br/4608881094150796Este trabalho foi desenvolvido realizando estudos de degradação de efluentes mediante o tratamento eletroquímico usando o eletrodo de PbO2. A oxidação eletroquímica (OE) de hidroquinona (H2Q) foi realizada, em meio ácido, utilizando eletrodo de PbO2 por eletrólise galvanostática, aplicando densidade de corrente de 10 e 30 mA/cm2. A concentração de H2Q foi monitorada por voltametria de pulso diferencial (DPV). Os resultados experimentais de eletrólise galvanostática mostraram que os desempenhos do processo dependem significativamente da densidade de corrente aplicada, obtendo eficiências de remoção de 100% e 80% aplicando 30 e 10 mA/cm2, respectivamente. Além disso, a técnica eletroanalítica foi eficiente ao ser utilizada como um método de detecção de H2Q. Com o intuito de testar a eficiência do eletrodo de PbO2, foi realizado o tratamento eletroquímico de um efluente real, chorume de um aterro. O resíduo líquido percolado (600 mL do efluente) foi tratado numa célula eletroquímica em batelada, com ou sem adição de NaCl, aplicando 7 mA/cm2. A eficiência da OE foi avaliada em função da remoção de coliformes termo-tolerantes, carbono orgânico total (COT), fósforo total e metais (cobre, cobalto, cromo, ferro e níquel). Estes resultados mostraram que, uma eficiente remoção de coliformes foi obtida (100 %), e ainda ocorreu a diminuição da concentração de metais pesados mediante os processos ao catodo. Entretanto, os resultados de COT não foram satisfatórios, atingindo baixas remoções da carga orgânica total dissolvida. Por se tratar de um efluente considerado complexo foram desenvolvidos outros testes com este efluente para acompanhar um número maior de parâmetros de descontaminação (Turbidez, Sólidos Totais, Cor, Condutividade, Carbono Orgânico Total (COT) e metais (Bário, Cromo, Lítio, Manganês e Zinco)), comparando a eficiência do tipo de tratamento eletroquímico (EO ou eletrocoagulação) usando uma célula em fluxo. Neste ensaio foi comparado a eletrooxidação em fluxo contínuo. No caso da OE, Ti/IrO2-TaO5 foi usado como anodo, no entanto, no processo de eletrocoagulação, eletrodos de alumínio foram usados; aplicando densidades de correntes de 10, 20 e 30 mA/cm2, na presença e ausência de NaCl como eletrólito. Os resultados mostraram que a EO usando Ti/IrO2-TaO5 como anodo foi eficiente quando o Cl- estava presente no efluente. Contrariamente, a eletrocoagulação em fluxo reduz a matéria orgânica dissolvida no efluente, sob certas condições experimentais.