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Previous issue date: 2016-07-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Neste trabalho foi estudada a oxida??o eletroqu?mica de tr?s ?cidos carbox?licos: f?rmico (FA), ac?tico (AA) e ox?lico (AO) com o ?nodo de diamante dopado com boro suportado em ni?bio. Estes ?cidos s?o comumente acumulados durante ou no final de diversos processos de oxida??o avan?ada, uma vez que s?o mais persistentes que os poluentes iniciais tratados atrav?s destes m?todos. O ?nodo de BDD ? considerado um dos melhores materiais eletrocatal?ticos para estes processos, uma vez que atua eficientemente na gera??o de esp?cies fortemente oxidantes, como os radicais hidroxila, per?xido de hidrog?nio e persulfatos. O sil?cio ? o substrato mais utilizado para deposi??o da camada de diamante, entretanto este ? um material fr?gil. Sendo assim, o ni?bio se mostra como uma alternativa promissora devido a sua estabilidade qu?mica e mec?nica. Solu??es sint?ticas contendo os tr?s ?cidos carbox?licos foram submetidas a experimentos de oxida??o an?dica tendo como par?metros investigados a densidade de corrente aplicada (30, 60, 90 e 120 mA cm-2) e a influ?ncia do eletr?lito de suporte utilizado (?cido percl?rico e sulf?rico), bem como os efeitos das diferen?as estruturais dos ?cidos. A degrada??o dos compostos org?nicos foi analisada atrav?s da demanda qu?mica de oxig?nio (COD), carbono org?nico total (TOC) e HPLC, enquanto as esp?cies oxidantes foram detectadas utilizando t?cnicas reportadas na literatura. Os par?metros de efici?ncia (TCE, MCE e consumo energ?tico) tamb?m foram obtidos. Estudos eletroanal?ticos mostraram que podem ocorrer, para estes ?cidos tanto os processos de oxida??o direta quanto indireta. A densidade de corrente se mostrou determinante na efici?ncia de remo??o, sendo obtidas as maiores remo??es de COD em maiores densidades (60,7% para o AA; 77,8% para o FA e 86,1% para o OA utilizando 120 mA cm-2). O eletr?lito de suporte tamb?m influenciou na efici?ncia de remo??o, sendo que o processo foi mais eficiente com a utiliza??o do H2SO4 devido ? participa??o dos persulfatos, o que levou a maiores remo??es de COD (34,5% pra o AA; 82,5% para o FA e 93,5% para o OA utilizando 120 mA cm-2) quando comparado com o ?cido percl?rico. Por fim, os par?metros de efici?ncia obtidos mostraram que o consumo energ?tico depende apenas da densidade de corrente aplicada, e n?o da estrutura do ?cido (maiores j implicam em maiores consumos energ?ticos); a efici?ncia total de corrente, por outro lado, sofre influ?ncia da estrutura do composto org?nico. / In this work, the electrochemical oxidation of three carboxylic acids was studied ? formic acid (FA), acetic acid (AA) and oxalic acid (OA) with niobium supported boron doped diamond anode. These acids are usually accumulated during or in the end of various advanced oxidation processes, since they are more persistent compounds than the initial pollutants. BDD anode is considered one of the best electrocatalytic materials for these processes, since that it acts efficiently on the generation of strongly oxidant species, such as hydroxil radicals, hydrogen peroxide and persulfates. Silicon is the most used substrate for the deposition of the diamond layer, but it is a fragile material. Therefore, niobium is shown as a promising alternative due to its chemical and mechanical stability. Synthetic solutions containing the three carboxylic acids were submitted to anodic oxidation experiments aiming to investigate operating parameters such as current density (30, 60, 90 e 120 mA cm-2) and supporting electrolyte (perchloric and sulfuric acids) as well as the effects of the structural differences of the acids. The degradation of the organic compounds was analyzed by means of chemical oxygen demand (COD), total organic carbon (TOC) and HPLC, while the oxidant species were detected using techniques reported on literature. Efficiency parameters (TCE, MCE and energy consumption) were also obtained. Electroanalytical studies shown that both direct and indirect oxidation processes can occur for these acids. The current density was determinant on the removal efficiency, since great COD removals were obtained on higher densities (60.7% for AA; 77.8% for FA and 86.1% for OA by applying 120 mA cm-2). The supporting electrolyte also influenced on the removal efficiency, since the process was more efficient by using H2SO4 as supporting electrolyte due to the participation of persulfates, which led to higher COD removals (34,5% for AA; 82,5% for FA and 93,5% for OA by applying 120 mA cm-2) when compared to HClO4. Finally, the efficiency parameters obtained shown that energy consumption depends only of the applied current density, and not of the acid structures (higher j implies on higher energy consumptions); the total current efficiency, on other hand, is influenced by the organic compound structure.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/21865 |
| Date | 27 July 2016 |
| Creators | Queiroz, Jorge Leandro Aquino de |
| Contributors | 01139059980, http://lattes.cnpq.br/2485073932883264, Gondim, Amanda Duarte, 03014598437, http://lattes.cnpq.br/6738828245487480, Moura, Dayanne Chianca de, 04719087469, http://lattes.cnpq.br/5569739045933136, Silva, Djalma Ribeiro da, 13893734449, http://lattes.cnpq.br/2791074318745945, Penha, F?bio Garcia, 68001851915, http://lattes.cnpq.br/0866082836928725, Huitle, Carlos Alberto Martinez |
| Publisher | PROGRAMA DE P?S-GRADUA??O EM QU?MICA, UFRN, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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