Essa dissertação de mestrado teve como objetivo investigar a aplicabilidade da oxidação eletroquímica avançada (OEA) na degradação e mineralização da prednisona (PRED), utilizando um ânodo de diamante dopado com boro suportado em nióbio, com uma concentração de boro igual a 5000 ppm (Nb/DDB5000). Inicialmente, esse ânodo foi caracterizado por voltametria cíclica quanto à proporção diamante-sp³/sp²-carbono, janela de potencial, reação para evolução de oxigênio e quanto aos fenômenos de oxidação que ocorrem na superfície. Os voltamogramas indicaram que o ânodo utilizado possui alta quantidade de diamante-sp3, caracterizando-o como um filme de diamante de alta qualidade. Consequentemente, a reação de evolução de oxigênio inicia em potenciais mais elevados, favorecendo a geração de radicais hidroxila no processo. Os voltamogramas também indicaram que a oxidação da PRED é mediada por radicais hidroxila e por íons persulfato gerados a partir do eletrólito suporte (Na2SO4). A influência de parâmetros operacionais como a densidade de corrente aplicada (5, 10 e 20 mA cm-2) e o pH inicial da solução de trabalho (3, 7 e 11) foram avaliados no processo de OEA Os resultados foram discutidos em termos de degradação, mineralização, cinética de reação, eficiência de corrente para mineralização e consumo energético. Todas as configurações experimentais avaliadas apresentaram bons coeficientes de correlação com o modelo de Langmuir-Hinshelwood, indicando que a reação de mineralização da PRED é de primeira ordem. Os resultados de remoção da concentração de PRED e todos os parâmetros referentes à mineralização da PRED indicam que a melhor condição experimental encontrada é obtida em pH alcalino, aplicando uma densidade de corrente de 20 mA cm-2. Nessas condições, os íons persulfato (com menor poder de oxidação) são consumidos, gerando radicais hidroxila (maior poder de oxidação), favorecendo a mineralização da PRED. Portanto, a escolha dos parâmetros corretos no processo de OEA pode melhorar a mineralização da PRED, reduzindo a formação de produtos intermediários de reação não desejados. / This study aimed to evaluate the advanced electrochemical oxidation (AEO) applicability in the degradation and mineralization of prednisone (PRED) using a boron-doped diamond anode supported in niobium, with a boron concentration of 5000 ppm (Nb/BDD5000). First, the anode was characterized by cyclic voltammetry regarding the diamond-sp³/sp²-graphite ratio, potential window, oxygen evolution reaction and oxidation phenomena on the surface. The voltammograms indicated that the anode used has a high amount of sp³-diamond content, characterizing it as a high-quality diamond film. Consequently, the oxygen evolution starts at higher potentials, enhancing the hydroxyl radicals generation in the process. The voltammograms also indicated that the oxidation of prednisone (PRED) is mediated by hydroxyl radicals and by persulfate ions generated from the supporting electrolyte (Na2SO4). The influence of operational variables such as the applied current density (5, 10 and 20 mA cm-2) and the initial pH of the work solution (3, 7 and 11) were evaluated. The results were discussed regarding the degradation, mineralization, kinetics, mineralization current efficiency and energy consumption. All experimental arrangements evaluated showed good correlation coefficient with the Langmuir-Hinshelwood model, indicating that the PRED mineralization is a first order reaction. The PRED concentration removal and all parameters regarding the PRED mineralization indicated that the best experimental condition is obtained at alkaline pH and a current density of 20 mA cm-2. Under these conditions, the persulfate ions (with lower oxidation power) are consumed, generating hydroxyl radicals (greater oxidation power), benefiting the PRED mineralization. Therefore, choosing the correct parameters in the AEO process can improve PRED mineralization by reducing the formation of undesired reaction intermediates.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-04-11T18:01:53Z No. of bitstreams: 1 Tese de Doutorado 2013_Graziella Pedroza.pdf: 5171330 bytes, checksum: b58915250d2789a638d82513ac7a363e (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-04-11T18:02:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese de Doutorado 2013_Graziella Pedroza.pdf: 5171330 bytes, checksum: b58915250d2789a638d82513ac7a363e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-11T18:02:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese de Doutorado 2013_Graziella Pedroza.pdf: 5171330 bytes, checksum: b58915250d2789a638d82513ac7a363e (MD5) / A utilização dos depósitos de Zn-Ni eletrodepositados para melhorar a resistência à corrosão de chapas de aço revestidas tem atraído um interesse crescente porque oferece uma alternativa particularmente promissora para o Zn puro, devido às suas melhores propriedades mecânicas e de resistência à corrosão. Portanto, os estudos sobre os fatores que aumentam a eficiência de deposição e resistência à corrosão de eletrodepósitos das ligas Zn-Ni são altamente relevantes. Este trabalho descreve uma investigação sobre o efeito da adição de ácido fórmico (0,03; 0,07; 0,13; 0,20; 0,26; 0,40 e 0,53 mol/L) para o banho de revestimento de Zn-Ni, com teores de 10 e 18% de Ni, sobre a eficiência de deposição e resistência à corrosão em soluções de NaOH 2 M e NaCl 0,5 M. A adição de ácido fórmico no banho de deposição, independentemente do pH, promove um aumento da eficiência de deposição que está relacionado com a diminuição do pH e elevação da condutividade do banho de deposição causada pela adição do ácido fórmico. Foi observado um aumento da resistência à corrosão do depósito apesar do fato de que a adição de ácido fórmico diminui o teor de Ni nos depósitos. Também foi observado que a adição de ácido fórmico promove a evolução significativa de hidrogênio para concentrações superiores a 0,07 mol/L de ácido fórmico. Através da realização de ensaios de tração, foi constatado que a adição de ácido fórmico não altera as propriedades mecânicas do substrato, não ocorrendo, portanto, a fragilização por hidrogênio.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:33:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6185_Pablo Altoé Amorim.pdf: 10523740 bytes, checksum: 444c7cd9de862dca1172102f53583fe4 (MD5) Previous issue date: 2013-01-10 / O trabalho estuda o efeito da composição do eletrólito, do tratamento térmico pós fabricação e da variação da frequência de pulso do processo GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) na sensitização do aço inoxidável ferrítico 11 %Cr. Foram realizados ensaios pelo método DL-EPR (Double-loop Electrochemical Potentiodynamic Reactivation), os quais mostraram que os compostos H2SO4 e KSCN interferem diretamente nas curvas de ativação e reativação, respectivamente. Além disso, a análise microestrutural indica que, apesar de valores baixos do grau de sensitização medidos em algumas soluções, as amostras foram mais atacadas quando comparadas a resultados de soluções que apresentaram maiores valores. O tratamento térmico em forno tipo Box, do aço em estudo, produziu grãos mais equiaxiais, dureza e susceptibilidade à corrosão ligeiramente maior que o tratamento em forno contínuo. Através dos experimentos e levantamento da área atacada, foi possível perceber que, a relação das áreas das curvas (Ar/Aa), é o melhor modo de representação do grau de sensitização para o material estudado. As amostras foram soldadas com diferentes frequências de pulso, para obter resultados referentes apenas deste parâmetro, foi mantida constante a energia imposta no sistema. A análise de microdureza revela que há um aumento significativo desta propriedade quando comparada ao material como recebido. Com a escolha das soluções adequadas, os resultados DL-EPR indicam que, a variação da frequência influenciou no grau de sensitização, porém, ao comparar com o material como recebido, as amostras soldadas possuem menor susceptibilidade à corrosão intergranular.

Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2016-04-15T13:12:13Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO_EletropolimerizaçãoCaracterizaçãoPolianilina.pdf: 4237976 bytes, checksum: 7d69f57e4504d61970f948765bfdd84c (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2016-04-15T13:16:40Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO_EletropolimerizaçãoCaracterizaçãoPolianilina.pdf: 4237976 bytes, checksum: 7d69f57e4504d61970f948765bfdd84c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-15T13:16:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO_EletropolimerizaçãoCaracterizaçãoPolianilina.pdf: 4237976 bytes, checksum: 7d69f57e4504d61970f948765bfdd84c (MD5) Previous issue date: 2015 / Neste trabalho, filmes de polianilina (PANI) foram sintetizados pela técnica eletroquímica de polimerização potenciostática pulsada a diferentes pHs com e sem a incorporação de nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2). Os filmes foram caracterizados pelas técnicas de espectroscopia ultravioleta-visível (UV-Vis), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X, espectroscopia Raman, além de voltametria cíclica. Um estudo teórico computacional também foi realizado para fins de fundamentação dos resultados experimentais. Os filmes produzidos a pHs mais ácidos com nanopartículas de TiO2 incorporadas não exibiram significativa melhora na resposta eletroquímica, porém, a pHs menos ácidos, uma elevação na densidade de corrente ficou evidente em curvas de voltametria cíclica e em espectros de UV-Vis. __________________________________________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: In this work polyaniline (PANI) films were synthesized by pulsed potentiostatic technique at different pHs with and without titanium dioxide (TiO2) nanoparticles. The films were characterized by ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis) technique, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction, Raman spectroscopy, and cyclic voltammetry. A computational theoretical study was also performed to provide an explanation to the experimental results. The films produced at more acidic pHs with TiO2 nanoparticles exhibited no significant improvement in the electrochemical response, however films produced at less acidic pH present an increase in the current density of cyclic voltammetry curves and UV-Vis spectra.

O presente trabalho apresenta um estudo do comportamento eletroquímico do eletrodo de zinco em meio etanólico, contendo diferentes eletrólitos suportes, na ausência e presença de cafeína. Esta substância foi escolhida por se tratar de um composto orgânico, derivado da biomassa, ambientalmente não tóxico e economicamente viável. A atuação da cafeína como inibidora dos processos corrosivos do zinco foi avaliada através de diversas técnicas eletroquímicas como a potenciometria, ensaios potenciodinâmicos, curvas de polarização, cronoamperometria e espectroscopia de impedância eletroquímica. Estudou-se, também, o efeito inibidor do composto sobre a superfície do metal em soluções com condições de agressividade maiores, ou seja, com adição de água, ácido acético e na presença de íons cloreto. Para este último meio, a microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi utilizada como ferramenta auxiliar para avaliar a estrutura superficial com e sem cafeína. Os resultados revelaram que a cafeína promoveu um atraso no processo de corrosão, comprovando que a mesma também atua no combate à corrosão por pites. A cafeína apresentou-se como um inibidor anódico, dependente do potencial inicial e do tempo de adsorção Essa dependência indica uma etapa de adsorção no processo de interação envolvendo a cafeína e o eletrodo de zinco, que foi confirmada quantitativamente através da isoterma de Langmuir. O valor de energia livre de adsorção calculado sugere uma adsorção química e espontânea. As diferentes técnicas empregadas mostraram um resultado bastante positivo quanto ao desempenho da cafeína como inibidora da corrosão para o zinco em etanol, mesmo quando na presença de um meio agressivo, com a adição de contaminantes. / The present work shows a study of zinc behavior in ethanol, using different supporting electrolytes, in the absence and in the presence of caffeine. Many studies have been conducted to examine some naturally occurring substances in order to find environmentally safe substances which can act as corrosion inhibitors for different metals in a variety of environments, as caffeine. Electrochemical techniques were used to evaluate the caffeine (1,3,7-trimethylxanthine) adsorption ability on zinc surface in alcoholic solutions. More aggressive solutions containing water, acetic acid and chloride ions were also tested in absence and in the presence of caffeine. The addition of these contaminants did not avoid the action of caffeine as corrosion inhibitor for the zinc. The interaction between the organic compound and the metal surface was first characterized by open-circuit potential measurements (potentiometry). It was found that caffeine has an ability to block anodic charge transfer reactions on the electrode surface. The interaction between the organic compound and the electrode surface was found to be potential-dependent. This dependence indicates an adsorption process involving caffeine and the zinc surface, confirmed by Langmuir isotherm. Adsorption on the electrode surface was confirmed by comparing the voltammograms, Tafel plots and EIS curves of a zinc electrode in the absence and presence of dissolved caffeine. The calculated standard free energy of adsorption confirms a spontaneous chemical adsorption step.

Neste trabalho foi investigado o efeito inibidor da cafeína nos processos corrosivos do aço-carbono em etanol p.a., utilizando como eletrólito suporte LiCl ou LiClO4. Avaliouse também o efeito inibidor do composto sobre o comportamento do metal em soluções mais agressivas, com adição de água, cloreto e ácido acético, na presença e na ausência de cafeína. As propriedades inibidoras da cafeína foram avaliadas por ensaios de perda de massa, espectroscopia de impedância eletroquímica, voltametria cíclica, curvas de Tafel e cronoamperometria. As curvas de Tafel mostraram tratar-se de um inibido anódico. As diferentes técnicas utilizadas tiveram um resultado similar, mostrando que a cafeína é um bom inibidor para o aço-carbono em etanol, inclusive quando se aumenta a agressividade do meio, com adição de contaminantes. As medidas mostraram que o primeiro passo da interação entre a cafeína e a superfície do metal é através do processo de adsorção. Os valores encontrados para a variação da energia livre de adsorção de Gibbs sugerem um processo de adsorção químico e espontâneo. Em alguns casos constatou-se a diminuição da eficiência de proteção para valores de concentrações maiores de cafeína. Este resultado foi relacionado ao efeito quelante do composto. Alguns dos métodos utilizados mostraram que, mesmo no meio onde se simulou a presença de ácido acético como contaminante, a cafeína participa no sentido de melhorar a eficiência de inibição. A presença de cloreto, analisado como contaminante, também não impediu a cafeína de atuar como inibidora dos processos corrosivos do metal. / In this work it was determined the inhibitory effect of caffeine on the corrosion processes of low-carbon steel in pure ethanol, using Lithium chloride or Lithium perchloride as supporting electrolyte. More aggressive solutions containing water, chloride and acetic acid were tested also in absence and in the presence of caffeine. The inhibitory ability of caffeine was confirmed by weight loss experiments; cyclic voltammetry; polarization curves; chronoamperometric tests and electrochemical impedance spectroscopy studies. It is presented experimental evidences by Tafel curves that caffeine has an ability to block anodic charge transfer reactions on the electrode surface. Despite of the different methodologies used it was unequivocal the conclusion that caffeine may be considered an excellent corrosion inhibitor for the low-carbon steel in ethanol even at more aggressive conditions. It was unequivocal from the measurements to conclude that the first step of the interaction between the electrode surface and caffeine started with the adsorption process. The values of free adsorption Gibbs energy determined suggest a chemical and spontaneous process. However, in some experiments it was clear the chelating effect of the caffeine. The addition of acetic acid as contaminant it was observed a kind of synergism between caffeine and acetate anion. The inhibitory effect of the caffeine was visible even in the presence of a controlled amount of chloride as contaminant.

Estudou-se o comportamento eletroquímico do Ti grau 2 e da liga Ti6Al4V em tampões citrato e tampões Mcll Vaine, na presença de haletos, em uma faixa de pH entre 2 e 7,6. O potencial de corrosão do Ti grau 2 e da liga Ti6Al4V, quando imersos nos tampões, apresenta valores relativos à formação de um filme de óxido passivo, que não se alteram na presença de brometo, cloreto e iodeto. No entanto, com a adição de fluoreto aos tampões com pH < 5, observa-se um deslocamento do potencial de corrosão para valores correspondentes à dissolução do filme passivo previamente formado. Curvas voltamétricas obtidas para o Ti grau 2 e para a liga, em todos os tampões, indicam um comportamento ativo-passivo com o crescimento de um filme cuja espessura aumenta com o potencial aplicado. Um processo de pites é observado para o Ti grau 2 quando brometo á adicionado ao ácido cítrico pH 2 e em potenciais acima de 3 V/ECS. O Ti6Al4V apresenta o mesmo processo de corrosão, nos tampões citrato contendo brometo e em potenciais acima de 2 V/ECS. Este processo corrosivo deaparece nos tampões Mcll Vaine pH 2, 4 e 5, evidenciando o efeito inibidor do ânion hidrogeno fosfato. Em presença de fluoreto, um intenso processo de dissolução em torno de –1 V/ECS seguido de passivação da superfície foi detectado para ambos eletrodos em pH < 5. Durante os experimentos de voltametria cíclica do Ti grau 2 e do Ti6Al4V nos tampões estudados contendo iodeto foi observada a oxidação deste ânion através do filme passivo, em aproximadamente 1 V/ECS. Em presença de cloreto os materiais estudados foram passivos em todos os tampões, independente do pH e na faixa de potenciais entre –1 e 4 V/ECS. Ensaios de impedância eletroquímica do Ti grau 2 e Ti6Al4V no potencial de corrosão, após 1 hora de imersão nos tampões, mostram a formação de um filme passivo com uma camada interna compacta e outra externa mais porosa. A adição de brometo, cloreto ou iodeto, não altera este perfil, evidenciando em todos os casos a estabilidade do filme formado, no entanto, os diagramas alteram-se significativamente, na presença de fluoreto e pH 5, revelando um intenso ataque ao filme previamente formado. Estudos de impedância realizados em diferentes potenciais anódicos, para ambos eletrodos, mostram que os filmes tornam-se mais estáveis nos tampões e na presença de cloreto. A quebra do filme passivo, observada anteriormente na presença de brometo, foi confirmada em potenciais acima de 2 V/ECS. O filme formado sobre os eletrodos, em ácido cítrico contendo fluoreto, apresentou um processo de reforma na faixa de potenciais anódicos dentro da região passiva. Uma investigação das propriedades semicondutivas do filme anodicamente formado sobre o Ti grau 2 nos tampões Mcll Vaine, mostraram que o filme se comporta como um semicondutor tipo n. O número de doadores e o potencial de banda plana diminuem com o aumento da espessura do filme. Os estudos foram complementados com algumas micrografias obtidas para o Ti grau 2 e Ti6Al4V nos tampões estudados contendo haletos. / The electrochemical behavior of Ti grade 2 and Ti6Al4V alloy in citrate and Mcll Vaine buffers with halide ions addition in a pH range from 2 to 7,6 was investigated. The corrosion potential of these materials in the buffers present values related to a thin passive oxide film formation, even in bromide, chloride or iodide presence. However, the fluoride ions addition to the buffers with pH < 5 shifts the corrosion potential do more negative values indicating the primary oxide film dissolution. Voltammetric curves obtained for Ti grade 2 and the alloy in the buffers show an active-passive process followed by the film growth and its thickness increases with the potential. A pitting process is observed for Ti grade 2 when bromide ions are added to citric acid at potentials above 3 V/SCE. Ti6Al4V presents the same corrosion process in the bromide containing citrate buffers at potentials above 2 V/SCE. The pitting process disappears in the bromid containing Mcll Vaine buffers indicating an inibitor effect of HPO4 2- ion. A dissolution process was dettected at potentials close to –1 V/SCE followed by a passive region for both electrodes when fluoride ions are added to the buffers with pH < 5. The iodide ions oxidation was observed across the passive film formed on Ti grade 2 and Ti6Al4V at potentials close to 1 V/SCE. In chloride presence, Ti grade 2 and Ti6Al4V were passive in all buffers at potentials range from –1 to 4 V/SCE. Electrochemical impedance spectroscopy of both electrodes at the corrosion potential, after one hour immersion in the buffers, show a passive film formation with a compact inner layer and a porous outer layer. The same behavior was observed in bromide, chloride or iodide presence. However, the EIS plots significantly change in fluoride contaning buffers with pH < 5 where the film dissolution process is confirmed. EIS studies of Ti grade 2 and Ti6Al4V in the buffers at different anodic potentials show that the passive film becomes more stable even in chloride presence. The film breakdown in the bromide containing citrate buffers was confirmed at potentials above 2 V/SCE for both electrodes. The film reform was observed for Ti grade 2 and the alloy in the fluoride containing citric acid at anodic potentials related to the passive region. Mott-Schottky analysis of the anodic films formed on Ti grade 2 in the Mcll Vaine buffers show a type n semiconducting behavior wher the donor concentration and the flat band potential decrease with the film thickness increase. Some micrographs were obtained for Ti grade 2 and Ti6Al4V in the halide containing buffers to improve the studies.

A crescente necessidade de preservação e/ou manutenção da água disponível para o consumo humano gera uma incessante busca por alternativas e métodos eficientes para o tratamento dos efluentes industriais. O objetivo deste trabalho foi avaliar o processo de eletrocoagulação (EC) para tratamento de efluentes galvânicos cianídricos. Avaliou-se as seguintes variáveis de processo, utilizando-se análises estatísticas: tempo de eletrólise, quantidade de eletrólito suporte (NaCl), densidade de corrente aplicada, distância entre eletrodos e área superficial de eletrodos. Utilizouse uma solução sintética simulando o efluente galvânico cianídrico, um reator construído com acrílico transparente e eletrodos de alumínio ligados a uma fonte de corrente contínua para a geração do agente coagulante, com um inversor de pólos acoplado. Determinou-se a perda de massa dos eletrodos pelo método gravimétrico e a quantidade de alumínio remanescente no efluente por absorção atômica. Avaliou-se o comportamento eletroquímico dos eletrodos de alumínio no efluente galvânico cianídrico através de curvas de polarização potenciostáticas. A morfologia e os elementos químicos presentes nos eletrodos de alumínio após o tratamento, foram avaliados pelas análises de microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva. O lodo galvânico gerado no processo foi caracterizado pelas técnicas de difração de Raios-X e espectroscopia de infravermelho. Obteve-se as seguintes condições ótimas de operação no experimento denominado ECO: tempo de eletrólise de 30 minutos, 5,0 g/L de NaCl adicionado, 8 mA/cm² de densidade de corrente, 1 cm entre eletrodos e 104 cm²/L de área superficial e as remoções de 99,55% de cianeto total, 22,49% de íons níquel, 52,66% de íons cobre e 100,00% de íons zinco. Os resultados dos parâmetros de turbidez, SST, DQO, pH e, remoção de zinco, atendem aos valores passíveis de descarte, não sendo obtidos para os parâmetros de cianeto total, íons cobre e níquel. Obteve-se 8,50 mg/L de alumínio no experimento ECO, passível de descarte e aumento de 20,00% de eficiência para a remoção de cianeto total, íons níquel e cobre com a utilização do inversor de pólos. A eficiência da EC e da cloração alcalina foram semelhantes para a remoção de cianeto total e íons zinco, obtendo-se remoções superiores à 70,00% e 40,00% para os íons níquel e cobre através da cloração alcalina. Nas análises de MEV observou-se corrosão por pitting nas faces externas dos eletrodos de alumínio e corrosão generalizada nas faces internas. As análises de EDS apontaram a presença de óxido de alumínio e cobre na superfície dos eletrodos. Os resultados eletroquímicos mostraram que, quanto maior a quantidade de NaCl adicionada ao efluente galvânico, maior a dissolução anódica dos eletrodos de alumínio, maior a densidade de corrente no circuito e menor o potencial necessário a ser aplicado. Quanto ao lodo galvânico, nas análises de DRX e FT-IR identificou-se agentes coagulantes na forma de hidróxidos de alumínio, e na análise de FT-IR comprovou-se a presença ds metais cobre, níquel e zinco, cianeto e cianato. Atribui-se os resultados de remoção obtidos àsinergia dos processos de EC e da oxidação eletrolítica dos complexos cianídricos metálicos em função da diferença de potencial aplicado. O processo de EC mostrou-se eficiente para a remoção de contaminantes de efluentes galvânicos cianídricos e se obteve parâmetros finais passíveis de descarte de acordo com as normativas vigentes. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2014-11-24T12:37:56Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Tais Sabedot Pertile.pdf: 4298069 bytes, checksum: aea769b9a9953a1a4957813f5a0e08f9 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-24T12:37:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Tais Sabedot Pertile.pdf: 4298069 bytes, checksum: aea769b9a9953a1a4957813f5a0e08f9 (MD5) / The growing need for preservation and/or maintenance of water available for human consumption generates an endless search for alternative and efficient methods for the treatment of industrial effluents. The aim of the present work was to evaluate the process of electrocoagulation (EC) for the treatment of hydrocyanic galvanic effluent. The following process variables were evaluated, using statistical analysis: electrolysis time, amount of supporting electrolyte (NaCl), applied current density, distance between electrodes and electrode surface area. It was used a synthetic solution simulating the hydrocyanic galvanic effluent, an reactor built with transparent acrylic and aluminum electrodes connected to a continuous current source for generation of coagulating agent, coupled with an polarity inverter. The mass loss of the electrodes was determined by gravimetric method and the amount of aluminum remaining in the effluent by atomic absorption. The electrochemical behavior of aluminum electrodes in the hydrocyanic galvanic effluent was evaluated by potentiostatic polarization curves. The morphology and chemical elements present in the aluminum electrodes after treatment were evaluated by analysis of scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. The galvanic sludge generated in the process was characterized by the techniques of X-ray diffraction and infrared spectroscopy. The following optimal operating conditions were obtained in experiment named ECO: electrolysis time of 30 minutes, addition of 5.0 g/L NaCl, current density of 8 mA/cm², 1 cm between electrodes and surface area of 104 cm²/L and the removal results of 99.55% total cyanide, 22.49% nickel ions, 52.66% copper ions and 100,00% zinc ions. The results of turbidity, TSS, COD, pH and removal of zinc parameters, meet the amounts subject to disposal of treated effluent, not being obtained for total cyanide, copper and nickel ions parameters. It was obtained 8.50 mg/L of aluminum in the ECO experiment, amenable to disposal and increased by 20,00% the efficiency removal of nickel and copper ions and total cyanide using the polarity inverter. The efficiency of EC and alkaline chlorination removal were similar for total cyanide and zinc ions, obtaining removal greater than 70,00% and 40,00% for nickel and copper ions by the alkaline chlorination. SEM analysis showed pitting corrosion in the external faces of the aluminum electrodes and general corrosion in internal faces. EDS analysis indicated the presence of aluminum oxide and copper on the surface of the electrodes. The electrochemical results showed that the higher the amount of NaCl added to the galvanic effluent, the higher the anodic dissolution of aluminum electrodes, the higher the current density in the circuit and lower the necessary potential to be applied. Regarding the galvanic sludge, in the analyzes of XRD and FT-IR were identified coagulating agents in the form of hydroxides of aluminum, and the FT-IR analyzes proved the presence of the metals copper, nickel and zinc, cyanide and cyanate. The obtained removal results are attributed to the synergy of EC process and the electrolytic oxidation of the metal cyanide complexes as function of applied potential difference. The EC process was efficient for removing contaminants from hydrocyanic galvanic effluent and resulted in final parameters amenable of disposal according to current regulations.

Resumo não disponível

Essa dissertação de mestrado teve como objetivo investigar a aplicabilidade da oxidação eletroquímica avançada (OEA) na degradação e mineralização da prednisona (PRED), utilizando um ânodo de diamante dopado com boro suportado em nióbio, com uma concentração de boro igual a 5000 ppm (Nb/DDB5000). Inicialmente, esse ânodo foi caracterizado por voltametria cíclica quanto à proporção diamante-sp³/sp²-carbono, janela de potencial, reação para evolução de oxigênio e quanto aos fenômenos de oxidação que ocorrem na superfície. Os voltamogramas indicaram que o ânodo utilizado possui alta quantidade de diamante-sp3, caracterizando-o como um filme de diamante de alta qualidade. Consequentemente, a reação de evolução de oxigênio inicia em potenciais mais elevados, favorecendo a geração de radicais hidroxila no processo. Os voltamogramas também indicaram que a oxidação da PRED é mediada por radicais hidroxila e por íons persulfato gerados a partir do eletrólito suporte (Na2SO4). A influência de parâmetros operacionais como a densidade de corrente aplicada (5, 10 e 20 mA cm-2) e o pH inicial da solução de trabalho (3, 7 e 11) foram avaliados no processo de OEA Os resultados foram discutidos em termos de degradação, mineralização, cinética de reação, eficiência de corrente para mineralização e consumo energético. Todas as configurações experimentais avaliadas apresentaram bons coeficientes de correlação com o modelo de Langmuir-Hinshelwood, indicando que a reação de mineralização da PRED é de primeira ordem. Os resultados de remoção da concentração de PRED e todos os parâmetros referentes à mineralização da PRED indicam que a melhor condição experimental encontrada é obtida em pH alcalino, aplicando uma densidade de corrente de 20 mA cm-2. Nessas condições, os íons persulfato (com menor poder de oxidação) são consumidos, gerando radicais hidroxila (maior poder de oxidação), favorecendo a mineralização da PRED. Portanto, a escolha dos parâmetros corretos no processo de OEA pode melhorar a mineralização da PRED, reduzindo a formação de produtos intermediários de reação não desejados. / This study aimed to evaluate the advanced electrochemical oxidation (AEO) applicability in the degradation and mineralization of prednisone (PRED) using a boron-doped diamond anode supported in niobium, with a boron concentration of 5000 ppm (Nb/BDD5000). First, the anode was characterized by cyclic voltammetry regarding the diamond-sp³/sp²-graphite ratio, potential window, oxygen evolution reaction and oxidation phenomena on the surface. The voltammograms indicated that the anode used has a high amount of sp³-diamond content, characterizing it as a high-quality diamond film. Consequently, the oxygen evolution starts at higher potentials, enhancing the hydroxyl radicals generation in the process. The voltammograms also indicated that the oxidation of prednisone (PRED) is mediated by hydroxyl radicals and by persulfate ions generated from the supporting electrolyte (Na2SO4). The influence of operational variables such as the applied current density (5, 10 and 20 mA cm-2) and the initial pH of the work solution (3, 7 and 11) were evaluated. The results were discussed regarding the degradation, mineralization, kinetics, mineralization current efficiency and energy consumption. All experimental arrangements evaluated showed good correlation coefficient with the Langmuir-Hinshelwood model, indicating that the PRED mineralization is a first order reaction. The PRED concentration removal and all parameters regarding the PRED mineralization indicated that the best experimental condition is obtained at alkaline pH and a current density of 20 mA cm-2. Under these conditions, the persulfate ions (with lower oxidation power) are consumed, generating hydroxyl radicals (greater oxidation power), benefiting the PRED mineralization. Therefore, choosing the correct parameters in the AEO process can improve PRED mineralization by reducing the formation of undesired reaction intermediates.