Neste trabalho foi estudado o comportamento eletroquímico de materiais à base de carbono Printex 6L, sem e com a adição de compostos orgânicos da classe das quinonas (2-terc-butil-9,10-antraquinona (TBA) e 2-etil-9,10-antraquinona (EA)) para a produção de peróxido de hidrogênio (H2O2) a partir da reação de redução do oxigênio gasoso (O2). Na primeira etapa, foi utilizada a técnica de microcamada porosa depositada sobre um eletrodo de disco/anel rotatório, sendo que a partir dos resultados obtidos foram confeccionados eletrodos de difusão gasosa (EDG) para a eletrogeração de H2O2. Os melhores resultados utilizando a microcamada porosa foram para os materiais com a adição dos modificadores, sendo que o material com 1,0% (m/m) de TBA na demonstrou ser o mais eficiente na geração de peróxido de hidrogênio, apresentando eficiência 20% maior comparado ao Printex 6L sem modificador. Com o eletrodo de difusão gasosa confeccionado com o composto orgânico escolhido, na melhor porcentagem de adição mássica de modificador, obteve-se a concentração de 301 mg L-1, sendo que com o eletrodo confeccionado com Printex 6L sem modificador obteve-se a concentração de 175 mg L-1, sob as mesmas condições experimentais. A eficiência cinética também apresentou os mesmos resultados quanto à eficiência dos materiais escolhidos, sendo de 5,94 mg L-1 min-1 para o material com 1,0% de TBA, no potencial de -1,0 V (vs. ECS), e de 3,05 mg L-1 min-1 para o eletrodo de difusão gasosa sem modificador, no potencial de -0,8 V (vs. ECS). / In this work, the electrochemistry behavior of the materials prepared with Printex 6L, with and without addition of organic compounds of the class of quinones, being the compounds: 2-tert-butyl-9,10-anthraquinone (TBA) and 2-ethyl-9,10-anthraquinone (EA). These materials were used to promote the electrogeneration of hydrogen peroxide through the oxygen reduction reaction. In the first phase, it was used the technique of porous microlayer deposited on the rotating ring/disk electrode, and after has been confectioned gas diffusion electrodes (GDE). The best results using the porous microlayer were for the materials with addition of modifiers, and the material with 1.0% (m/m) of 2-terc-butyl-9,10-anthraquinone was demonstrated to be the most efficient in generating hydrogen peroxide, presenting an efficiency 20% higher when compared to Printex 6L without the modifier. The gas diffusion electrode made with the chosen organic compound, in the best massic percentage of modifier, obtained the concentration of 301 mg L-1, and the electrode made with Printex 6L without the modifier obtained the maximum concentration of 175 mg L-1, under the same experimental conditions. The kinect efficiency also demonstrated the same results regarding the efficiency of the chosen materials, which means 5.94 mg L-1 min-1 for the material with 1.0% of 2-terc-butyl-9,10-anthraquinone, in the potential of -1.0 V(vs. SCE), and 3.05 mg L-1 min-1 for the gas diffusion electrode without the modifier, in the potential of -0.8 V (vs. SCE).

Neste trabalho foi estudado o comportamento eletroquímico de materiais à base de carbono Printex 6L, sem e com a adição de compostos orgânicos da classe das quinonas (2-terc-butil-9,10-antraquinona (TBA) e 2-etil-9,10-antraquinona (EA)) para a produção de peróxido de hidrogênio (H2O2) a partir da reação de redução do oxigênio gasoso (O2). Na primeira etapa, foi utilizada a técnica de microcamada porosa depositada sobre um eletrodo de disco/anel rotatório, sendo que a partir dos resultados obtidos foram confeccionados eletrodos de difusão gasosa (EDG) para a eletrogeração de H2O2. Os melhores resultados utilizando a microcamada porosa foram para os materiais com a adição dos modificadores, sendo que o material com 1,0% (m/m) de TBA na demonstrou ser o mais eficiente na geração de peróxido de hidrogênio, apresentando eficiência 20% maior comparado ao Printex 6L sem modificador. Com o eletrodo de difusão gasosa confeccionado com o composto orgânico escolhido, na melhor porcentagem de adição mássica de modificador, obteve-se a concentração de 301 mg L-1, sendo que com o eletrodo confeccionado com Printex 6L sem modificador obteve-se a concentração de 175 mg L-1, sob as mesmas condições experimentais. A eficiência cinética também apresentou os mesmos resultados quanto à eficiência dos materiais escolhidos, sendo de 5,94 mg L-1 min-1 para o material com 1,0% de TBA, no potencial de -1,0 V (vs. ECS), e de 3,05 mg L-1 min-1 para o eletrodo de difusão gasosa sem modificador, no potencial de -0,8 V (vs. ECS). / In this work, the electrochemistry behavior of the materials prepared with Printex 6L, with and without addition of organic compounds of the class of quinones, being the compounds: 2-tert-butyl-9,10-anthraquinone (TBA) and 2-ethyl-9,10-anthraquinone (EA). These materials were used to promote the electrogeneration of hydrogen peroxide through the oxygen reduction reaction. In the first phase, it was used the technique of porous microlayer deposited on the rotating ring/disk electrode, and after has been confectioned gas diffusion electrodes (GDE). The best results using the porous microlayer were for the materials with addition of modifiers, and the material with 1.0% (m/m) of 2-terc-butyl-9,10-anthraquinone was demonstrated to be the most efficient in generating hydrogen peroxide, presenting an efficiency 20% higher when compared to Printex 6L without the modifier. The gas diffusion electrode made with the chosen organic compound, in the best massic percentage of modifier, obtained the concentration of 301 mg L-1, and the electrode made with Printex 6L without the modifier obtained the maximum concentration of 175 mg L-1, under the same experimental conditions. The kinect efficiency also demonstrated the same results regarding the efficiency of the chosen materials, which means 5.94 mg L-1 min-1 for the material with 1.0% of 2-terc-butyl-9,10-anthraquinone, in the potential of -1.0 V(vs. SCE), and 3.05 mg L-1 min-1 for the gas diffusion electrode without the modifier, in the potential of -0.8 V (vs. SCE).

Os processos oxidativos avançados (POA) são uma alternativa para complementar os processos clássicos de tratamento de efluentes que podem não ser eficientes para remoção de alguns tipos de poluentes como, por exemplo, os poluentes emergentes. Os POA se baseiam na geração de espécies altamente reativas (radicais hidroxila), a partir de peróxido de hidrogênio (H2O2), que oxidam os poluentes. O H2O2 pode ser eletrogerado in situ pela reação de redução de oxigênio (RRO) no meio reacional. O uso de eletrodos de difusão gasosa (EDG) altamente porosos proporciona o suprimento de oxigênio na interface eletrodo/solução podendo aumentar a velocidade da RRO. O uso de modificadores como quinonas e azocompostos imobilizados à matriz de carbono dos EDG podem aumentar a geração de H2O2. Portanto, os modificadores orgânicos Sudan Red 7B (SR7B), metil-p-benzoquinona (MPB), ácido antraflávico (AA) e antraquinona-2-ácido carboxílico (A2CA) foram adicionados em diferentes teores ao carbono Printex L6 (CP) e microcamadas porosas destes materiais foram estudados por voltametria cíclica e de varredura linear em eletrodo de disco-anel rotatório (RRDE). Os materiais contendo 0,5% de SR7B e 5,0% de MPB levaram a aumento na eficiência de geração de H2O2 para 86,2 e 85,5%, respectivamente, em relação ao CP puro que levou a 82,8%. EDG de CP modificados com 0,5% de SR7B foram construídos com telas metálicas em sua faces externas e a aplicação de densidades de corrente de 75, 100 e 150 mA cm-2 levou a uma maior eletrogeração de H2O2. Em densidades de corrente de 75 mA cm-2, o EDG modificado gerou 1020,1 mg L-1 de H2O2 com consumo energético de 118,0 kWh kg-1 de H2O2, constante cinética aparente de 37,3 mg L-1 min-1 e eficiência de corrente de 17,9%, enquanto o EDG de CP puro gerou menor concentração de H2O2; 717, 3 mg L-1, com maior consumo energético; 168,5 kWh kg-1, menor constante cinética aparente; 21,4 mg L-1 min-1, e menor eficiência de corrente; 12,6%. Portanto, o EDG modificado poderia ser empregado em sistemas que precisem de altas gerações de H2O2. / The advanced oxidation processes (AOP) are an alternative to the classical processes of treatment of effluents that may not be effective for the removal of some types of pollutants such as emerging pollutants. The AOP are based on the highly reactive species (hydroxyl radicals) from hydrogen peroxide (H2O2), which oxidize pollutants. H2O2 can be electrogenerated in situ by the oxygen reduction reaction (ORR) in the reaction medium. The use of highly porous gas diffusion electrodes (GDE) provides the supply of oxygen at the electrode/solution interface, which can increase the RRO speed. The use of modifiers such as quinones and azocompounds immobilized on the carbon matrix of GDE may increase H2O2 generation. Therefore, the organic modifiers Sudan Red 7B (SR7B), methyl-p-benzoquinone (MPB), anthraflavic acid (AA) and anthraquinone-2-carboxylic acid (A2CA) were added in different contents to carbon Printex L6 (CP) and microporous layers of these materials were studied by cyclic voltammetry and linear sweep voltammetry on a rotating ring- disc electrode (RRDE). Materials with 0.5% of SR7B and 5.0% of MPB increased the current efficiency for electrogeneration of H2O2 to 86.2 and 85.5%, respectively, in relation to pure CP that leaded to 82.8%. GDE of CP modified with 0.5% of SR7B were constructed with metallic screens on their outer faces and an application of current densities of 75, 100 and 150 mA cm-2 led to a greater electrogeneration of H2O2. At current densities of 75 mA cm-2, the modified GDE generated 1020.1 mg L-1 of H2O2 with energy consumption of 118.0 kWh kg-1 of H2O2, apparent kinetic constant of 37.3 mg L-1 min-1 and current efficiency of 17.9%, while GDE of pure CP generated lower H2O2 concentration; 717, 3 mg L-1, with higher energy consumption; 168.5 kWh kg-1, lower apparent kinetic constant; 21.4 mg L-1 min-1, and lower current efficiency; 12.6%. Therefore, the modified GDE could be applied in systems that require high generations of H2O2.

Os processos oxidativos avançados (POA) são uma alternativa para complementar os processos clássicos de tratamento de efluentes que podem não ser eficientes para remoção de alguns tipos de poluentes como, por exemplo, os poluentes emergentes. Os POA se baseiam na geração de espécies altamente reativas (radicais hidroxila), a partir de peróxido de hidrogênio (H2O2), que oxidam os poluentes. O H2O2 pode ser eletrogerado in situ pela reação de redução de oxigênio (RRO) no meio reacional. O uso de eletrodos de difusão gasosa (EDG) altamente porosos proporciona o suprimento de oxigênio na interface eletrodo/solução podendo aumentar a velocidade da RRO. O uso de modificadores como quinonas e azocompostos imobilizados à matriz de carbono dos EDG podem aumentar a geração de H2O2. Portanto, os modificadores orgânicos Sudan Red 7B (SR7B), metil-p-benzoquinona (MPB), ácido antraflávico (AA) e antraquinona-2-ácido carboxílico (A2CA) foram adicionados em diferentes teores ao carbono Printex L6 (CP) e microcamadas porosas destes materiais foram estudados por voltametria cíclica e de varredura linear em eletrodo de disco-anel rotatório (RRDE). Os materiais contendo 0,5% de SR7B e 5,0% de MPB levaram a aumento na eficiência de geração de H2O2 para 86,2 e 85,5%, respectivamente, em relação ao CP puro que levou a 82,8%. EDG de CP modificados com 0,5% de SR7B foram construídos com telas metálicas em sua faces externas e a aplicação de densidades de corrente de 75, 100 e 150 mA cm-2 levou a uma maior eletrogeração de H2O2. Em densidades de corrente de 75 mA cm-2, o EDG modificado gerou 1020,1 mg L-1 de H2O2 com consumo energético de 118,0 kWh kg-1 de H2O2, constante cinética aparente de 37,3 mg L-1 min-1 e eficiência de corrente de 17,9%, enquanto o EDG de CP puro gerou menor concentração de H2O2; 717, 3 mg L-1, com maior consumo energético; 168,5 kWh kg-1, menor constante cinética aparente; 21,4 mg L-1 min-1, e menor eficiência de corrente; 12,6%. Portanto, o EDG modificado poderia ser empregado em sistemas que precisem de altas gerações de H2O2. / The advanced oxidation processes (AOP) are an alternative to the classical processes of treatment of effluents that may not be effective for the removal of some types of pollutants such as emerging pollutants. The AOP are based on the highly reactive species (hydroxyl radicals) from hydrogen peroxide (H2O2), which oxidize pollutants. H2O2 can be electrogenerated in situ by the oxygen reduction reaction (ORR) in the reaction medium. The use of highly porous gas diffusion electrodes (GDE) provides the supply of oxygen at the electrode/solution interface, which can increase the RRO speed. The use of modifiers such as quinones and azocompounds immobilized on the carbon matrix of GDE may increase H2O2 generation. Therefore, the organic modifiers Sudan Red 7B (SR7B), methyl-p-benzoquinone (MPB), anthraflavic acid (AA) and anthraquinone-2-carboxylic acid (A2CA) were added in different contents to carbon Printex L6 (CP) and microporous layers of these materials were studied by cyclic voltammetry and linear sweep voltammetry on a rotating ring- disc electrode (RRDE). Materials with 0.5% of SR7B and 5.0% of MPB increased the current efficiency for electrogeneration of H2O2 to 86.2 and 85.5%, respectively, in relation to pure CP that leaded to 82.8%. GDE of CP modified with 0.5% of SR7B were constructed with metallic screens on their outer faces and an application of current densities of 75, 100 and 150 mA cm-2 led to a greater electrogeneration of H2O2. At current densities of 75 mA cm-2, the modified GDE generated 1020.1 mg L-1 of H2O2 with energy consumption of 118.0 kWh kg-1 of H2O2, apparent kinetic constant of 37.3 mg L-1 min-1 and current efficiency of 17.9%, while GDE of pure CP generated lower H2O2 concentration; 717, 3 mg L-1, with higher energy consumption; 168.5 kWh kg-1, lower apparent kinetic constant; 21.4 mg L-1 min-1, and lower current efficiency; 12.6%. Therefore, the modified GDE could be applied in systems that require high generations of H2O2.