Construção de eletrodos de grafite: aplicação em processos eletroquímicos ambientais

• Autor(a) principal: Kato, Mika Fumie Haiashi
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFGD
• Texto Completo: http://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/handle/prefix/2862
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::ELETROQUIMICA; Nanopartículas; Eletrodo de grafite; Nanoparticle; Grafite electrodes

Este trabalho estuda a construção de diferentes configurações de eletrodos a base de grafite provenientes de pilhas comerciais/comuns visando a aplicação na produção eletroquímica de H2O2 via Reação de Redução de Oxigênio (RRO) e degradação do corante alaranjado de metila (AM) em meio ácido (K2SO4 0,1 mol L-1, pH 2,0). As eletrólises foram conduzidas em uma célula eletroquímica de compartimento único composta por eletrodo de trabalho (grafite), fio de ródio como contra-eletrodo e Ag/AgCl como eletrodo de referência. Nos ensaios de eletrogeração de H2O2 foi aplicado potencial constante na faixa de -0,4 a -2,0 V (vs. Ag/AgCl) a pressão de 0,2 bar de O2(g), temperatura de 20 oC e sob agitação constante. A produção máxima de H2O2 produzido foi 117 mg L-1 em 90 min. de eletrólise quando aplicado o potencial de -1,6 V (vs. Ag/AgCl). O processo de degradação do AM (100 mg L-1) foi nas mesmas condições da produção de H2O2, porém aplicando o potencial de -1,0 V (vs. Ag/AgCl). A remoção de cor do corante AM foi de ~15 e 64% quando submetido ao processo de oxidação anódica e somente H2O2 eletrogerado respectivamente, no entanto quando adicionadas nanopartículas (NPs) de magnetita (Fe3O4) (0,2 mmol) como catalisador heterogêneo, ou seja processo eletro-Fenton (EF), a remoção de cor do AM foi de 87% em 90 min. de eletrólise. A cinética de remoção de cor dos processos de degradação foi de pseudo-primeira ordem e a constante cinética aparente (kapp) foi máxima para o processo EF heterogêneo. As NPs de Fe3O4 foram recicladas ao longo de quatro eletrólises consecutivas, e houve um pequeno decréscimo na eficiência catalítica, devido a perda na lavagem após cada processo. O eletrodo de grafite foi submetido a um ensaio cronoamperométrico e o estudo de voltametria de varredura linear (VL) mostrou que após 10 h, o eletrodo se mostrou estável eletroquimicamente e pode ser considerado um material viável e promissor para aplicações eletrocatalíticas.