Desenvolvimento de eletrodos difusores de fluido para aplicações direcionadas ao tratamento de água

Abstract

Filmes finos de dióxido de estanho dopados com antimônio foram confeccionados pelo método de deposição térmica sobre micro tela de aço ASTM 316 objetivando a confecção de anodos permeáveis a fluido para uso em reatores filtro-prensa. Os óxidos nas formas de filmes suportados e de pó foram investigados pelas técnicas de energia dispersiva de raios-X (EDX), difratometria de raios-X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). O estudo de EDX revelou que a razão efetiva Sb/Sn nos filmes é maior que a nominal, enquanto que o DRX revelou que o SnO2 está presente na forma da estrutura da cassiterita, que não há presença de picos relacionados a óxidos de antimônio e que o aumento da concentração de Sb leva a uma diminuição da cristalinidade dos filmes. O estudo de MEV revelou que os filmes apresentam estrutura compacta e não-porosa. A caracterização eletroquímica dos anodos 316/Sb-SnO2 conduzida numa célula do tipo eletrólito polimérico sólido (EPS) empregando-se a membrana Nafion® 117 da Dupont revelou a partir da voltametria cíclica e das curvas de polarização que o sobrepotencial para a reação de desprendimento de oxigênio (RDO) aumenta com a concentração de antimônio. O estudo envolvendo a análise da durabilidade dos anodos conduzido em condições galvanostáticas (20 mA cm-2) revelou que a vida útil do anodo aumenta com a concentração de Sb passando por um ponto de máximo. O anodo 316/Sb-SnO2 alojado em célula do tipo EPS na condição de “zero-gap” e na ausência de eletrólitos líquidos foi aplicado na degradação eletroquímica do corante têxtil Cibacron® Marinho F-4G considerado como poluente modelo. A cinética de descoloração seguiu o modelo de pseudo-primeira ordem representativo do controle difusional através da microestrutura do ânodo sob influência da turbulência causada pelo desprendimento de oxigênio. Foi verificada uma descoloração superior a 90% e uma degradação do composto parental maior que 50% após 3,5 h de eletrólise. A análise das curvas cronopotenciométricas indicou que a desativação dos anodos é fortemente influenciada pela disponibilidade dos radicais hidroxilas adsorvidos na superfície do eletrodo.