Confecção, caracterização e aplicação de eletrodos permeáveis à fluidos a base de óxidos metálicos mistos nos processos oxidativo avançados eletroquímicos

Abstract

Os processos oxidativos avançados eletroquímicos têm demonstrado uma grande eficiência na degradação/oxidação de poluentes emergentes e vêm se tornando uma alternativa tecnológica viável para solucionar um dos maiores problemas enfrentada pela sociedade moderna que é a poluição/contaminação das águas. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento e a aplicação de eletrodos permeáveis a fluidos, a base de óxidos metálicos compostos por níquel e cobalto, na oxidação eletroquímica de poluentes, em água livre de eletrólitos. Os eletrodos de malha de óxidos mistos, denominados de EMOM-NixCo(1-x)Oy, com x = 0,9, 0,8 e 0,3, foram concebidos, fabricados e caracterizados "in-situ" e "ex-situ" por diferentes técnicas analíticas. Pelas imagens de MEV e dos parâmetros eletroquímicos (Porosidade Eletroquímica e Fator de Morfologia) foi verificado que a composição x = 0,3 (NiCo2O4) exibiu a camada de óxido mais compacta (ausência de rachaduras/fissuras profundas). Além disso, a reação de captura de radicais livres do tipo (•OH) empregando-se o reagente N,N-dimetil-p-nitrosoanilina (RNO) revelou que os EMOMs apresentam um bom desempenho para a geração de radicais hidroxilas fracamente adsorvidos durante a eletrólise da água conduzida na ausência de um eletrólito líquido convencional, podendo ser considerados eletrodos inativos. Posteriormente, os EMOMs foram testados e avaliados na degradação eletroquímica de um poluente emergente ( diclofenaco de sódio) em água livre de eletrólitos em função da concentração inicial do fármaco (CIF) e da densidade de corrente aparente (j). Segundo os dados obtidos via espectroscopia do UV-Vis , CLAE e DQO, foi constatado, que de maneira geral, a oxidação (conversão/mineralização) de diclofenaco é pouco influenciada pelas composições dos EMOMs, sendo bastante influenciada pelas variáveis operacionais j e CIF. Por sua vez, analisando o desempenho de cada eletrodo ficou evidenciado que a composição x = 0,3 obteve o melhor desempenho global, tendo em vista, principalmente, ao menor gasto de energia elétrica por ordem (EEO). Finalmente, o EMOM-NiCo2O4, de melhor desempenho nos estudos anteriores, correspondente a composição x = 0,3 e configuração do tipo espinélio, foi testado no tratamento terciário de um efluente proveniente da estação de tratamento de esgoto da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri. Assim, pode-se concluir que os eletrodos permeáveis a fluidos, a base de óxidos metálicos mistos, compostos por níquel e cobalto apresentam um grande potencial para serem utilizados no tratamento de águas residuais secundárias.