Estudo de eletrodegradação de poluentes emergentes em células eletroquímicas do tipo eletrólito polimérico sólido

Abstract

Eletrodos de dióxido de chumbo (PbO2) suportados sobre tecido de carbono e tela de aço inoxidável foram utilizados na degradação eletroquímica dos fármacos paracetamol (PCT) e dipirona (DPN), utilizando-se uma célula eletroquímica do tipo eletrólito polimérico sólido (EPS) munida de eletrodos permeáveis a fluidos (EPFs). Todos os estudos foram conduzidos na condição de batelada empregando-se a água livre de eletrólitos. Os estudos eletroquímicos de degradação dos fármacos foram conduzidos em função da densidade de corrente aparente (jap) (ex., 5, 10, 20, 100, 150 e 200 mA cm-2) e da concentração inicial (ex., 10, 30 e 50 mg L 1). As amostras tratadas foram analisadas pelas técnicas de espectrofotometria na região do UVVis, cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e demanda química de oxigênio (DQO). Verificou-se para os diferentes casos envolvendo as baixas densidades de corrente que a remoção das bandas de absorção no UV-Vis, a remoção da concentração dos fármacos (CLAE) e a redução da DQO (grau de mineralização) não foram significativos. Contrariamente, no caso das elevadas densidades de corrente evidenciou-se uma significante melhora na degradação dos fármacos em decorrência da atuação do ozônio gerado eletroquimicamente. Os melhores resultados foram obtidos para baixas concentrações dos fármacos. Reduções superiores a 95 % de DQO para o PCT e superiores a 75 % para a DPN foram obtidas. Eletrodos de PbO2 dopados com níquel (ex., Ni-PbO2) suportados sobre tecido de carbono e tela de aço inoxidável foram confeccionados e caracterizados. A análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelou o aparecimento de defeitos superficiais, com a variação da concentração nominal do Ni no banho eletrolítico utilizado no preparo do eletrodo por eletrodeposição. Análises de difratometria de raios-X (DRX) corroboraram os resultados de MEV revelando, em alguns casos, picos mais alargados e de menor intensidade (ex., redução no tamanho médio dos cristalitos) com a variação da concentração nominal do Ni, indicando assim uma interferência no processo de eletrodeposição do PbO2. Curvas de polarização em condições quaseestacionárias foram obtidas para o processo eletródico da reação de desprendimento de oxigênio (RDO) sendo verificado que não houve influência significativa do dopante sobre esta reação, a qual ocorre em paralelo ao processo de degradação oxidativa dos fármacos. Verificou-se que a produção de ozônio foi ligeiramente favorecida em algumas concentrações do dopante e em altas densidades de corrente. No entanto, não foi verificada influência significativa sobre o grau de mineralização dos fármacos PCT e DPN mediante uso de eletrodos dopados com Ni.