Obtenção de produtos de alto valor agregado a partir do líquido técnico da casca de castanha de caju usando oxidação eletroquímica com ânodos ativo e inativo
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/32364 |
Resumo: | A síntese eletro-orgânica está passando por um renascimento devido às tremendas contribuições de vários materiais eletrocatalíticos, bem como ao uso da corrente elétrica como um reagente barato e adequado para conduzir as transformações eletrossintéticas, evitando o uso de agentes oxidantes ou redutores. Consequentemente, a eletrossíntese tem um impacto significativo devido a suas vantagens como versatilidade, compatibilidade ambiental (possibilidade de recuperar e reciclar substratos não convertidos), automação (ligar ou desligar corrente elétrica), segurança inerente e potencial custo-benefício, entre outros. Neste contexto, o mecanismo de síntese eletroquímica, depende da natureza do material eletródico utilizado, ou seja, as espécies formadas dependem do ânodo ou cátodo usado. Os eletrodos diamante dopado com boro (BDD), pertence à classe de ânodos inativos que levam a combustão da matéria orgânica, produzindo poucos intermediários e baixa seletividade na reação. Entretanto, os ânodos dimensionalmente estáveis (DSA) pertencem a classe de ânodos ativos que são caraterizados em produzirem diversos intermediários e ter reações seletivas. Portanto, neste trabalho, avaliou-se o desempenho do BDD e o DSA (Ti/RuO2IrO2TiO2) na eletro-oxidação do liquido da castanha de caju (LCC), para favorecer sua conversão em produtos de alto valor agregado, como ácidos carboxílicos. A evolução de cinco ácidos carboxílicos foi acompanhada ao longo do tempo para três diferentes densidades de corrente, usando 0,10% e 0,01% de LCC em NaOH 1,00 mol L-1 para o BDD e DSA respectivamente. A 70 mA cm-2, o aumento mais notório nas concentrações de ácidos orgânicos ocorreu durante as duas últimas horas, alcançando conversões eletroquímicas de 4,1 e 7,8 % para os ácidos acético e oxálico, respectivamente para o ânodo de BDD, já no DSA a conversão foi mais seletiva, produzindo somente ácido acético com rendimento de 11,7% em 30 minutos de eletrólise. |
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Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/32364A síntese eletro-orgânica está passando por um renascimento devido às tremendas contribuições de vários materiais eletrocatalíticos, bem como ao uso da corrente elétrica como um reagente barato e adequado para conduzir as transformações eletrossintéticas, evitando o uso de agentes oxidantes ou redutores. Consequentemente, a eletrossíntese tem um impacto significativo devido a suas vantagens como versatilidade, compatibilidade ambiental (possibilidade de recuperar e reciclar substratos não convertidos), automação (ligar ou desligar corrente elétrica), segurança inerente e potencial custo-benefício, entre outros. Neste contexto, o mecanismo de síntese eletroquímica, depende da natureza do material eletródico utilizado, ou seja, as espécies formadas dependem do ânodo ou cátodo usado. Os eletrodos diamante dopado com boro (BDD), pertence à classe de ânodos inativos que levam a combustão da matéria orgânica, produzindo poucos intermediários e baixa seletividade na reação. Entretanto, os ânodos dimensionalmente estáveis (DSA) pertencem a classe de ânodos ativos que são caraterizados em produzirem diversos intermediários e ter reações seletivas. Portanto, neste trabalho, avaliou-se o desempenho do BDD e o DSA (Ti/RuO2IrO2TiO2) na eletro-oxidação do liquido da castanha de caju (LCC), para favorecer sua conversão em produtos de alto valor agregado, como ácidos carboxílicos. A evolução de cinco ácidos carboxílicos foi acompanhada ao longo do tempo para três diferentes densidades de corrente, usando 0,10% e 0,01% de LCC em NaOH 1,00 mol L-1 para o BDD e DSA respectivamente. A 70 mA cm-2, o aumento mais notório nas concentrações de ácidos orgânicos ocorreu durante as duas últimas horas, alcançando conversões eletroquímicas de 4,1 e 7,8 % para os ácidos acético e oxálico, respectivamente para o ânodo de BDD, já no DSA a conversão foi mais seletiva, produzindo somente ácido acético com rendimento de 11,7% em 30 minutos de eletrólise.Electro-organic synthesis is undergoing a renaissance due to the tremendous contributions of various electrocatalytic materials, as well as the use of electrical current as a cheap and suitable reagent to conduct electrosynthetic transformations, avoiding the use of oxidizing or reducing agents. Consequently, electrosynthesis has a significant impact due to its advantages such as versatility, environmental compatibility (possibility to recover and recycle unconverted substrates), automation (turning on or off electric current), inherent safety and potential cost-benefit, among others. In this context, the electrochemical synthesis mechanism depends on the nature of the electrode material used, that is, the species formed depend on the anode or cathode used. Boron-doped diamond (BDD) electrodes belong to the class of inactive anodes that lead to the combustion of organic matter, producing few intermediates and low selectivity in the reaction. However, dimensionally stable anodes (DSA) belong to the class of active anodes that are characterized in producing different intermediates and having selective reactions. Therefore, in this work, the performance of BDD and DSA (Ti/RuO2IrO2TiO2) in the electro-oxidation of cashew nut liquid (LCC) was evaluated, in order to favor its conversion into products with high added value, such as carboxylic acids. The evolution of five carboxylic acids was followed over time for three different current densities, using 0.10% and 0.01% LCC in NaOH 1.00 mol L-1 for BDD and DSA respectively. At 70 mA cm-2, the most notable increase in organic acid concentrations occurred during the last two hours, reaching electrochemical conversions of 4.1 and 7.8% for acetic and oxalic acids, respectively for BDD anode, already in DSA the conversion was more selective, producing only acetic acid with a yield of 11.7% in 30 minutes of electrolysis.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqUniversidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICAUFRNBrasilOxidação anódicaÁcidos carboxílicosQuímica verdeEletrossínteseObtenção de produtos de alto valor agregado a partir do líquido técnico da casca de castanha de caju usando oxidação eletroquímica com ânodos ativo e inativoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALObtencaoprodutosalto_Medeiros_2020.pdfapplication/pdf2223299https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/32364/1/Obtencaoprodutosalto_Medeiros_2020.pdf88af517861659f6e7c7d2a101b04721cMD51123456789/323642021-05-04 14:40:08.1oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/32364Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2021-05-04T17:40:08Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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