Análise dos processos de eletro-oxidação simples e foto-assistido usando ânodo de mistura de óxidos metálicos comercial em meio alcoólico e atrazina como composto modelo
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-05102022-151128/ |
Resumo: | A contaminação da água tem sido alvo de inúmeros estudos devido a sua escassez, agravada pela má gestão dos recursos hídricos. Um dos poluentes que tem recebido mais atenção é a atrazina, um herbicida empregado amplamente na agricultura. Com isso, estudos de novas tecnologias para o tratamento de efluentes como os processos eletroquímicos, têm se tornado importantes métodos alternativos aos convencionais. Entretanto, considerando as baixas concentrações (alta diluição) desses poluentes em água, um problema inerente é a baixa eficácia desses métodos alternativos e, consequentemente, o alto consumo energético. A atrazina apresenta baixa solubilidade em água, sendo encontrada no meio ambiente em baixas concentrações, o que é uma das limitações para a aplicação do processo eletroquímico direto. Dessa forma, técnicas de pré concentração vêm sendo desenvolvidas com o intuito de contornar essas limitações, como por exemplo a adsorção. No entanto, um solvente adequado para a dessorção do contaminante deve ser considerado para a possibilidade da aplicação da tecnologia eletroquímica. Por isso, nesse trabalho foi analisada a degradação de atrazina no meio de metanol na presença de diferentes proporções de água (0%, 5% e 10%) utilizando um ânodo de mistura de óxidos metálicos comercial e cloreto de sódio como eletrólito suporte. Os resultados obtidos mostraram uma remoção de até 99,8% de atrazina após 1h de eletrólise. A variação da densidade de corrente durante a eletrólise demonstrou que a atrazina é removida mais rapidamente em correntes altas. O pH inicial da solução influencia o processo devido à formação de diferentes espécies de cloro ativo. A detecção dos radicais formados ajudou a entender melhor o processo e as espécies geradas durante a eletro-oxidação no meio de metanol. Por outra parte, o acoplamento da foto-assistência com a eletro-oxidação apresentou uma sinergia entre os dois processos, melhorando consideravelmente a eficiência de degradação da atrazina e demonstrando que a implementação de metanol como meio é um método promissor para degradar poluentes em efluentes. |
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Análise dos processos de eletro-oxidação simples e foto-assistido usando ânodo de mistura de óxidos metálicos comercial em meio alcoólico e atrazina como composto modeloAnalysis of simple and photo-assisted electro-oxidation processes using commercial metal oxide mixture anode in alcoholic medium and atrazine as a model compounddegradaçãodegradationelectrooxidationeletro-oxidaçãofoto-assistênciafree radicalsmetanolmethanolphoto-assistanceradicais livresA contaminação da água tem sido alvo de inúmeros estudos devido a sua escassez, agravada pela má gestão dos recursos hídricos. Um dos poluentes que tem recebido mais atenção é a atrazina, um herbicida empregado amplamente na agricultura. Com isso, estudos de novas tecnologias para o tratamento de efluentes como os processos eletroquímicos, têm se tornado importantes métodos alternativos aos convencionais. Entretanto, considerando as baixas concentrações (alta diluição) desses poluentes em água, um problema inerente é a baixa eficácia desses métodos alternativos e, consequentemente, o alto consumo energético. A atrazina apresenta baixa solubilidade em água, sendo encontrada no meio ambiente em baixas concentrações, o que é uma das limitações para a aplicação do processo eletroquímico direto. Dessa forma, técnicas de pré concentração vêm sendo desenvolvidas com o intuito de contornar essas limitações, como por exemplo a adsorção. No entanto, um solvente adequado para a dessorção do contaminante deve ser considerado para a possibilidade da aplicação da tecnologia eletroquímica. Por isso, nesse trabalho foi analisada a degradação de atrazina no meio de metanol na presença de diferentes proporções de água (0%, 5% e 10%) utilizando um ânodo de mistura de óxidos metálicos comercial e cloreto de sódio como eletrólito suporte. Os resultados obtidos mostraram uma remoção de até 99,8% de atrazina após 1h de eletrólise. A variação da densidade de corrente durante a eletrólise demonstrou que a atrazina é removida mais rapidamente em correntes altas. O pH inicial da solução influencia o processo devido à formação de diferentes espécies de cloro ativo. A detecção dos radicais formados ajudou a entender melhor o processo e as espécies geradas durante a eletro-oxidação no meio de metanol. Por outra parte, o acoplamento da foto-assistência com a eletro-oxidação apresentou uma sinergia entre os dois processos, melhorando consideravelmente a eficiência de degradação da atrazina e demonstrando que a implementação de metanol como meio é um método promissor para degradar poluentes em efluentes.Water contamination has been extensively studied due to its scarcity, aggravated by poor management of water resources. One of the pollutants that has received the most attention is atrazine, a herbicide widely used in agriculture. Therefore, studies of new technologies for the treatment of effluents as electrochemical processes, have become important alternative methods to the conventional ones. However, considering the low concentrations (high dilution) of these pollutants in water, an inherent problem is the low effectiveness of these alternative methods and, consequently, the high energy consumption. Therefore, a new adsorption pre-concentration methodology that can be integrated into the degradation process is being implemented to avoid the limitations of direct electrochemical treatment. Atrazine is a poorly soluble in water, which, when non- aqueous solventes are used, facilitates desorption in a small volume for electrochemical treatment. In this work, atrazine was degraded in methanol media in the presence of different proportions of water (0%, 5% and 10%) using a commercial mixed metal oxide anode and sodium chloride as supporting electrolyte. The results obtained showed atrazines removals up to 99.8% after 1h of electrolysis. The variation of the current density during electrolysis demonstrated that atrazine is removed more quickly at high currents. The initial pH of the solution influences the process due to the formation of different species of active chlorine. The detection of the radicals produced helped to better understand the process and the species generated during the electro-oxidation in the methanol medium. On the other hand, the coupling of photo-assistance with electro- oxidation showed a synergy between these processes, improving considerably the efficiency of atrazine degradation and demonstrating that the implementation of methanol as a medium is a promising method to degrade pollutants in effluents.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMotheo, Artur de JesusParra, William Santacruz2022-09-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-05102022-151128/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2022-10-06T11:54:43Zoai:teses.usp.br:tde-05102022-151128Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212022-10-06T11:54:43Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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