Degradação do antibiótico ciprofloxacina por H2O2 eletrogerado eletroquimicamente em eletrodo de difusão gasosa

• Autor(a) principal: Lima, Veronica Bocalon
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-31082020-143327/
• topic: advanced oxidative processes; ciprofloxacin; ciprofloxacina; eletrodo de difusão gasosa; gas diffusion electrode; hydrogen peroxide; oxygen reduction reaction; peróxido de hidrogênio; processos oxidativos avançados; reação de redução de oxigênio

Os poluentes emergentes são extremamente resistentes aos processos clássicos de tratamento de efluentes, porém podem ser removidos pelo uso dos processos oxidativos avançados (POA) que se baseiam na geração de espécies altamente reativas, como os radicais hidroxila, a partir de peróxido de hidrogênio (H2O2), que degradam os poluentes persistentes. O H2O2 pode ser eletrogerado in situ pela reação de redução de oxigênio (RRO) no meio reacional utilizando eletrodos de difusão gasosa (EDG). Este trabalho objetivou estudar a degradação do antibiótico, ciprofloxacina, por diferentes sistemas POA. Os ensaios de degradação foram realizados em uma célula eletroquímica, investigando os processos eletroquímicos diretos (N2) e indiretos nos sistemas H2O2, H2O2/UV, fotólise direta (UV), eletro-Fenton e fotoeletro-Fenton. O decaimento da concentração do fármaco estudado foi avaliado em um cromatógrafo líquido de alta eficiência (HPLC) e a mineralização dos compostos orgânicos foi avaliado pelo teor de carbono orgânico total (COT). Dentre os sistemas estudados, o que apresentou melhor eficiência de degradação da ciprofloxacina foi o fotoeletro-Fenton, seguindo de uma porcentagem de 54,8% da molécula mineralizada, aproximadamente 100% da taxa de degradação da ciprofloxacina e um consumo energético de 4.110,0 kWh kg-1 COT. Os acoplamentos dos sistemas H2O2, H2O2/UV, eletro-Fenton e fotoeletro-Fenton apresentaram aproximadamente 100 % da taxa de remoção, variando os valores da mineralização (%) e consumo energético (kWh kg-1 COT) do composto orgânico, alcançando 26,0 % e 7.908,2 kWh kg-1 COT para o sistema com H2O2; 28,0 % e 8.694,0 kWh kg-1 COT para o sistema H2O2/UV e 28 % e 7.845,8 kWh kg-1 COT para o sistema H2O2/Fe2+. Diante desse cenário, os resultados demonstraram a relevância dos processos eletroquímicos na degradação da ciprofloxacina, dispondo de uma elevada taxa de oxidação do fármaco e baixo consumo energético via processo foto-Fenton, tornando-se um excelente catalisador para a geração de radicais hidroxilas no meio, possivelmente sendo favorável para o tratamento de efluentes envolvendo poluentes orgânicos.