Construção de eletrodos de grafite: aplicação em processos eletroquímicos ambientais
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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 |
Resumo: | 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. |
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Barros, Willyam Róger Padilhahttp://lattes.cnpq.br/7665372846526878http://lattes.cnpq.br/8953625241517897Kato, Mika Fumie Haiashi2020-04-15T13:00:50Z2020-04-15T13:00:50Z2017-04-11KATO, Mika Fumie Haiashi. Construção de eletrodos de grafite: aplicação em processos eletroquímicos ambientais. 2017. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado e Licenciatura em Química) – Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologias, Universidade Federal da Grande Dourados, Dourados, MS, 2017.http://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/handle/prefix/2862Este 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.This work studies the construction of different configurations of electrodes based on graphite from commercial/common battery for application in the electrochemistry production of H2O2 by oxygen reduction reaction (ORR) and degradation of dye methyl orange (MO) in acidic medium (K2SO4 0.1 mol L-1, pH 2.0). The electrolysis were conducted in an electrochemical cell of single compartment composed for working electrode (graphite), rhodium wire being counter-electrode and Ag/AgCl a reference electrode. In the electrogeneration of H2O2 tests was applied constant potential in the range of -0.4 a -2.0 V (vs. Ag/AgCl) at 0.2 bar of O2(g), 20 oC under constant stirred. The maximum production of H2O2 was 117 mg L-1 in 90 min. of electrolysis when applied the potential of -1.6 V (vs. Ag/AgCl). The degradation process of MO dye (100 mg L-1) was under the same conditions of H2O2 production; however the applied potential was -1.0 V (vs. Ag/AgCl). The color removal of the MO dye was of ~15 and 64% when submitted to the process of anodic oxidation and electrogenerated H2O2 only respectively, nevertheless when the magnetite (Fe3O4) nanoparticles (NPs) were added (0.2 mmol) as heterogeneous catalyst, i.e.; electro-Fenton process (EF), the color removal of the MO dye was 87% in 90 min. of electrolysis. The kinetics of removal color of the degradation processes was of pseudo-fist order and the apparent kinetic constant (kapp) was maximal for heterogeneous EF process. The Fe3O4 NPs was recycled over four electrolysis consecutives, and there was a small decrease in the catalytic efficiency, due to loss in the wash after each process. The graphite electrode was submitted to a cronoamperometric test and the study of linear scanning voltammetry (LV) showed that after 10 h, the electrode was electrochemically stable and may be considered a viable and promising material for electrocatalytic applications.Submitted by Alison Souza (alisonsouza@ufgd.edu.br) on 2020-04-15T13:00:50Z No. of bitstreams: 1 MikaFumieHaiashiKato.pdf: 1143109 bytes, checksum: eebec61e912126cb0d0c47f0f61bf42c (MD5)Made available in DSpace on 2020-04-15T13:00:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MikaFumieHaiashiKato.pdf: 1143109 bytes, checksum: eebec61e912126cb0d0c47f0f61bf42c (MD5) Previous issue date: 2017-04-11porUniversidade Federal da Grande DouradosUFGDBrasilFaculdade de Ciências Exatas e TecnologiaCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::ELETROQUIMICANanopartículasEletrodo de grafiteNanoparticleGrafite electrodesConstrução de eletrodos de grafite: aplicação em processos eletroquímicos ambientaisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFGDinstname:Universidade Federal da Grande Dourados (UFGD)instacron:UFGDTEXTMikaFumieHaiashiKato.pdf.txtMikaFumieHaiashiKato.pdf.txtExtracted texttext/plain88172https://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/bitstream/prefix/2862/3/MikaFumieHaiashiKato.pdf.txtcb2f4cf32b3a91a86dfbb432c559d4b5MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81866https://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/bitstream/prefix/2862/2/license.txt43cd690d6a359e86c1fe3d5b7cba0c9bMD52ORIGINALMikaFumieHaiashiKato.pdfMikaFumieHaiashiKato.pdfapplication/pdf1143109https://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/bitstream/prefix/2862/1/MikaFumieHaiashiKato.pdfeebec61e912126cb0d0c47f0f61bf42cMD51prefix/28622023-09-14 02:06:29.775oai:https://repositorio.ufgd.edu.br/jspui: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufgd.edu.br/jspui:8080/oai/requestopendoar:21162023-09-14T06:06:29Repositório Institucional da UFGD - Universidade Federal da Grande Dourados (UFGD)false |
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