Aplicação da tecnologia eletroquímica na mineralização e detecção de compostos orgânicos em efluentes sintéticos
dc.contributor.advisor | Huitle, Carlos Alberto Martinez | |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/2485073932883264 | pt_BR |
dc.contributor.author | Vale Júnior, Edilson do | |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/3653854819074182 | pt_BR |
dc.contributor.referees1 | Silva, Djalma Ribeiro da | |
dc.contributor.referees1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2791074318745945 | pt_BR |
dc.contributor.referees2 | Santos, Elisama Vieira dos | |
dc.contributor.referees2Lattes | http://lattes.cnpq.br/8117747568545202 | pt_BR |
dc.contributor.referees3 | Solano, Aline Maria Sales | |
dc.contributor.referees3Lattes | http://lattes.cnpq.br/9581581988060192 | pt_BR |
dc.contributor.referees4 | Araújo, Danyelle Medeiros de | |
dc.contributor.referees4Lattes | http://lattes.cnpq.br/5376210566183962 | pt_BR |
dc.contributor.referees5 | Alfaro, Marco Antonio Quiroz | |
dc.contributor.referees5Lattes | http://lattes.cnpq.br/6612432699122281 | pt_BR |
dc.date.accessioned | 2022-03-21T16:46:45Z | |
dc.date.available | 2022-03-21T16:46:45Z | |
dc.date.issued | 2021-12-10 | |
dc.description.abstract | The application of electrochemical technologies in remediation of wastewater has been extensively studied due to the promising results achieved. These technologies are mainly based on the generation of species with high oxidation power, which in turn are responsible for the degradation and mineralization of organic compounds. In this work, the application of some of these methodologies in the treatment of synthetic contaminated water was studied, in addition to the use of electroanalytical technologies in the detection and quantification of these compounds. The results achieved are presented in two distinct chapters. In the first chapter, peroxycoagulation (PC) was used to treat a synthetic effluent of methyl orange (MO), an azo dye, studying the effects of different parameters including initial pH, current density (j), initial concentration of dye and electrolyte support. In addition, PC performance has been compared to other advanced electrochemical processes, under similar experimental conditions. The results indicate that the kinetic decay of the MO increases in the following order: electrocoagulation (EC) < electrochemical oxidation (EO) with electrogenerated H2O2 < PC < electro-Fenton (EF). This behavior is attributed to the highly oxidizing character of the homogeneous ●OH radicals generated by the EF and PC processes. Energy consumption was about 0.06 kWh gCOD-1 , 0.09 kWh gCOD-1 , 0.7 kWh gCOD-1 and 0.1 kWh gCOD-1 for PC, EF, EO-H2O2 and EC, respectively. PC thus appears as a promising and competitive alternative for the decontamination of wastewater. In the second chapter, the detection and quantification of p-benzoquinone (BQ) was performed using the differential pulse voltammetry (DPV) technique with a diamond film sensor, in addition to BQ degradation by anodic oxidation. A series of electrochemical galvanostatic oxidation experiments with 130 mL of BQ solution was carried out in order to understand the effect of current density, pollutant concentration and initial pH using different electrolytes with similar conductivity. The ideal operating conditions were achieved in 33.3 mA cm-2, 100 mg L-1 of BQ at pH 5.0 with 50 mM Na2SO4. In addition, the evolution of short-chain carboxylic acids in this test was followed over time to suggest a possible degradation route. Demonstrating the efficiency of electrochemical technology in the degradation and evaluation of treatment. | pt_BR |
dc.description.resumo | A aplicação de tecnologias eletroquímicas na remediação de águas residuais vem sendo bastante estudada devido aos resultados promissores alcançados. Estas tecnologias baseiam-se principalmente na geração de espécies com alto poder de oxidação, que por sua vez são responsáveis pela degradação e mineralização de compostos orgânicos. Neste trabalho, estudou-se a aplicação de algumas dessas metodologias no tratamento de águas contaminadas sinteticamente, além da utilização de tecnologias eletroanalíticas na detecção e quantificação da benzoquinona. Os resultados alcançados são apresentados em dois capítulos distintos. No primeiro capítulo, a peroxi-coagulação (PC) foi utllizada no tratamente de um efluente sintético do alaranjado de metila (MO), um corante azo, estudando os efeitos de diferentes parâmetros incluindo pH inicial, densidade de corrente (j), concentração inicial de corante e eletrólito suporte. Além disso, o desempenho da PC foi comparado a outros processos eletroquímicos avançados, em condições experimentais semelhantes. Os resultados indicam que o decaimento cinético do MO aumenta na seguinte ordem: eletrocoagulação (EC) < oxidação eletroquímica (EO) com H2O2 eletrogerado < PC < eletro-Fenton (EF). Este comportamento é atribuído ao caráter altamente oxidante dos radicais ●OH homogêneos gerados pelos processos EF e PC. O consumo energético foi de cerca de 0,06 kWh gCOD-1 , 0,09 kWh gCOD-1 , 0,7 kWh gCOD-1 e 0,1 kWh gCOD-1 para PC, EF, EO-H2O2 e EC, respectivamente. A PC surge assim como uma alternativa promissora e competitiva para a descontaminação de águas residuais. No segundo capítulo, a detecção, quantificação da p-benzoquinona (BQ) foi realizada pela técnica de voltametria de pulso diferencial (DPV) com sensor de filme de diamante, além da degradação da BQ por oxidação anódica. Uma série de experimentos de oxidação eletroquímica galvanostática com 130 mL de solução BQ foi realizado a fim de compreender o efeito da densidade de corrente, da concentração do poluente e do pH inicial utilizando diferentes eletrólitos com condutividade semelhante. As condições operacionais ideais foram alcançadas em 33,3 mA cm-2 , 100 mg L-1 de BQ em pH 5,0 com Na2SO4 50 mM. Além disso, a evolução dos ácidos carboxílicos de cadeia curta desse teste foi acompanhada ao longo do tempo para sugerir uma possível rota de degradação. Demonstrando a eficiência da tecnologia eletroquímica na degradação e avaliação do tratamento. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
dc.identifier.citation | VALE JÚNIOR, Edilson do. Aplicação da tecnologia eletroquímica na mineralização e detecção de compostos orgânicos em efluentes sintéticos. 2021. 85f. Tese (Doutorado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021. | pt_BR |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/46636 | |
dc.language | pt_BR | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFRN | pt_BR |
dc.publisher.program | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.subject | Tratamento de águas residuais | pt_BR |
dc.subject | Corantes | pt_BR |
dc.subject | Peróxi-coagulação | pt_BR |
dc.subject | Oxidação eletroquímica | pt_BR |
dc.subject | Voltametria de pulso diferencial | pt_BR |
dc.title | Aplicação da tecnologia eletroquímica na mineralização e detecção de compostos orgânicos em efluentes sintéticos | pt_BR |
dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
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