Apresentação Foto-eletrodegradação Versão Final

8/18/2019 Apresentação Foto-eletrodegradação Versão Final

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FOTOELETRODEGRADAÇÃO

Docente: Roberto.Discentes: Alan, Franciane e José Tiago.

Universidade Estadual deLondrina

Centro de Ciências ExatasDepartamento de Química

Disciplina: Físico-Química 2


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O que é?

• Pode ser caracterizada como um Processo deOxidação Avançada (POA), onde a fotodegradaçãoé aliada a eletrodegradação, com geração de

espécies extremamente oxidantes, que agem nadegradação da matéria org nica, um exemplo dessasespécies são os radicais !idroxila (O" #)$

• %ão métodos muito utilizados para tratamento deefluentes#


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• %ão processos limpos e não seletivos, podendodegradar in&meros compostos#

• %e caracterizam por transformar a grande maioria doscontaminantes org nicos em di'xido de car ono,

gua e nions inorg nicos#


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*a fotodegradação, utiliza+se a luz para excitarelétrons da anda de val ncia para a anda de condução#

-om a excitação, é gerado o par elétron+ uraco (oulacuna)# O uraco ir oxidar moléculas de gua e gerarradicais !idroxila em solução#


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.otoeletrodegradação


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*os processos fotoeletroqu0micos o fotocatalisador é

depositado so re a superf0cie de um material condutor,usualmente tit nio, o que permite a coleta de elétrons fotogerados

por aplicação de um potencial externo# 1sta separação de cargasmaximiza o tempo de vida das lacunas, o que favorece a geração

de radicais !idroxila#

1m 2345, .u6is!ima e "onda relataram em um tra al!o

a que ra fotolitica de gua em oxig nio e !idrog nio utilizandouma célula fotoeletroquimica possuindo um nodo de 7iO 5, e a partir disso a rangendo a investigação nessa rea#


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APLICAÇÕES

• 7ratamento de efluentes de curtume empregando+se um processo integrado queconsiste na foto-eletro-oxidação (FEO) da matéria org nica seguido de eletrodiálise

(ED) “tecnologias limpas”

eletrodiálise (ED) se destaca pois, comparada com métodos convencionais detratamento de efluentes, tem a vantagem de não gerar lodo e possi ilitar oreaproveitamento dos insumos e da gua#

ED transformar uma solução aquosa em duas outras, uma mais concentrada e outramais dilu0da em eletr'litos do que a original mem ranas adequadas

A eletrodi lise é uma técnica de separação que emprega membranas íon-seletivasatravés das quais 0ons são transportados de uma solução para outra, por ação de umcampo elétrico#


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APLICAÇÕES

• As mem ranas 0on+seletivas ( catiônicas e aniônicas) são dispostas alternadamente

em uma montagem tipo filtro+prensa# 1ntre as mem ranas são colocados espaçadores,os quais t m a função de provocar um fluxo tur ulento#

•1ste tipo de montagem proporciona a formação de compartimentos pelos quais circulaa solução a ser tratada# Os eletrodos são posicionados nas extremidades da célula eestão em contato com uma solução de enx g8e#

•O campo elétrico aplicado origina a migração dos 0ons positivos para o c todo e dos0ons negativos para o nodo# 9urante o processo de migração os nions passam pelamem rana ani:nica, mas são arrados pela mem rana cati:nica e vice+versa,


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APLICAÇÕES

• *o caso dos efluentes de curtume, a carga org nica presente causa pro lemas de

entupimento nas mem ranas# 9esta forma, métodos de degradação da matéria org nicadevem ser previamente aplicados#

• Os processos aplicados na destruição da matéria org nica são denominados ProcessosOxidativos Avançados (POA)# POA fotocatálise oxidação da matériaor !nica C"# e $#"

• O processo eletroqu0mico foto+assistido, tam ém c!amado de foto+eletro+oxidação(.1O), consiste na percolação da solução a ser tratada através de um reator eletrol0ticoonde o nodo, revestido com 'xidos met licos, permanece so a incid ncia da radiação;


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APLICAÇÕES

%istema de .1O empregado nos ensaios composto, asicamente, por doisreatores eletrol0ticos de P


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APLICAÇÕES

• 9urante o experimento de foto+eletro+oxidação o efluente ficou recirculando pelos

reatores eletroqu0micos onde foram introduzidos dois pares de eletrodos# Os eletrodosforam constru0dos de maneira cil0ndrica tendo a l mpada emissora de radiaçãoultravioleta no centro, dentro de um tu o de quartzo$ o nodo ao redor do tu o e aoredor do nodo, o c todo# A densidade de corrente aplicada foi de ,C mA>cm5

•"s ex%erimentos de E& foram efetuado tr's %ares de mem(ranas

Selemion e eletrodos de tit!nio %latini)ado* A corrente elétricaa%licada nos ex%erimentos foi de + A*


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APLICAÇÕES

• A e,ci'ncia do sistema de tratamento inte rado -E".E& foi avaliada

considerando.se a variação da concentração de al umas es%écies%resentes no e/uente antes e a%0s o tratamento*

•"s métodos anal1ticos em%re ados nas determinaç2es se uem oStandard 3et4ods for t4e Examination of 5ater and 5aste6ater7 #89ed7 +::;*


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• 17β-estradiol um !orm:nio natural vem sendo descartado no meio am ientesem os devidos cuidados

9isruptores end'crinos são su st ncias capazes de interferir no sistema end'crinode !umanos e animais, gerando diversos tipos de c ncer, dist&r ios na tireoide,entre outros efeitos

Objetivo desenvolver, caracterizar e aplicar anodos aseados no sistemagrafeno>@uO5 para a eletro+oxidação de 24D+estradiol

Síntese e aracteri!ação


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• *a presença de uma fonte de luz solar, o pico de oxidação do 24D+estradiol,aumentou em quase F vezes em comparação com o foto+anodo no escuro

• O foto+anodo foi utilizado na foto+eletrodegradação do 24D+estradiol so irradiaçãode uma l"#$ada de %e &'() *+


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• A degradação do !orm:nio foi monitorada por espectrofotometria ;


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DES O,O ./0O E DE .D./0O DE 2O,3E45ES O 64 OS E8 SO,3/9ES .:3OS.S .5 .;8 O

odnei ?erta!!oli@ e onaldo 2elegrini9epartamento de 1ngen!aria de Kateriais, .aculdade de 1ngen!aria Kec nica, ;niversidade 1stadual de -ampinas, -P C255,

2 =L +34= -ampinas + %P

• 1ste tra al!o mostra os resultados da aplicação do processo fotoeletroqu0mico, 6 emescala piloto, no tratamento de soluçIes que se caracterizam pela alta concentração deespécies poluentes e forte coloração#

• A cor pode ser altamente interferente nos processos fotossintéticos naturais ecompostos organoclorados, principalmente fen'licos, tendem a ser resistentes Mdegradação iol'gica

• .oram selecionados, para aplicação do processo, os descartes aquosos gerados nasind&strias t xtil e de papel e celulose, além do efluente aquoso proveniente de aterros

sanit rios municipais (c!orume)#

• Os tratamentos iol'gicos convencionais são pouco eficientes na remoção de cor#*estesentido, a tecnologia eletroqu0mica pode ser uma forma eficiente e vers til de controleda poluição aquosa#


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2 =L +34= -ampinas + %P

. . 5E A./0O DOS E=,3E45ESB• 1fluente da ind&stria de papel e celuloseN*o est gio de ranqueamento, são

eliminadas altas concentraçIes de fragmentos de lignina, entre outros compostos,como fen'is, clorofen'is e cloroligninas#

• 1fluente simulado da ind&stria t xtilN A maior parte dos efluentes da ind&stria t xtilé oriunda das etapas de tingimento neste caso particular o corante é o Azul @eativo23 (Azul @)#

• E/uente de aterros sanitários "

c4orume %ode conter altas concentraç2es de s0lidossus%ensos7metais %esados e com%ostos or !nicos ori inados dade radação de su(st!ncias ?ue são meta(oli)adas comocar(oidratos7 %rote1nas e orduras*


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2 =L +34= -ampinas + %P

8ecanis#oB• A oxidação an'dica pode ocorrer por troca direta de elétrons na superf0cie do

eletrodo ou, de forma indireta, pela intermediação de espécies eletroativasoxidantes formadas no anodo,

• 1sse processo envolve a formação de radicais !idroxila (O" ), espécieintermedi ria da reação de evolução de oxig nio, que adsorve fisicamente nasuperf0cie do eletrodo# *a superf0cie de anodos revestidos com 'xidos met licos(KOx), do tipo dimensionalmente est veis (A91), estes s0tios ativos oxidantes

podem se transformar em 'xidos superiores, quimicamente adsorvidos, do tipoKOxE2# Am as as espécies são respons veis pela oxidação de compostosorg nicos#


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2 =L +34= -ampinas + %P


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2 =L +34= -ampinas + %P

PROCED !E"TO E#PER !E"TAL:

•O reator para o tratamento fotoeletroqu0mico, que pode ser o servado nas figurasa aixo, foi constru0do para processar 5= litros de efluente


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2 =L +34= -ampinas + %P

• 1letrodos com um tu o de quartzo no centro como alo6amento para a l mpada, 1mvolta da l mpada, localiza+se o con6unto anodo>catodo# O anodo é de tit niorevestido com 'xidos na proporção de 4=7iO5> =@uO5

• A incid ncia da radiação ;< na superf0cie do anodo foi feita a partir de umal mpada de vapor de merc&rio Osram " H de == B, flu ncia de 33,F B m+5, auma dist ncia de 5= cm#

• Os experimentos foram realizados com a aplicação de uma corrente constante de5C,F mA#cm+5, 9urante os experimentos com o efluente da industria de papel e

com a solução de corante, a diferença de potencial permaneceu em ,F


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2 =L +34= -ampinas + %P

ES3,5.DOS E D S 3SS0O N1fluente da ind&stria de papel e celuloseN• A primeira !ora foi suficiente para a redução de F=J da coloração inicial, *as tr s

!oras seguintes de tratamento foi poss0vel atingir 4=J de redução da cor inicial#


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2 =L +34= -ampinas + %P

1fluente simulado da ind&stria t xtilN• a degradação da cor 6 é significativa ap's = minutos de processamento# *esse

per0odo, o valor de a sor ncia foi reduzido em 4FJ# 1m uma !ora de tratamento,quase 3=J do corante !avia sido degradado#


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2 =L +34= -ampinas + %P

C4orume de lixo doméstico>• @ %oss1vel o(servar redução de cor de B a %artir de B 4oras de

tratamento7 em(ora # 4oras tivessem sido su,ciente %ara aredução de D8 *

• A descoloração tam(ém foi acom%an4ada de uma redução dacar a or !nica em #8 *


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2 =L +34= -ampinas + %P

O4 ,3S9ESB• 9iante dos resultados alcançados, o processo fotoeletroqu0mico apresenta+se como

uma técnica com real possi ilidade de aplicação em grande escala, representandouma nova concepção em tratamento de re6eitos aquosos#


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i(lio ra,a• Qrunelli, 7# .# 7 et al. 9egradação fotoeletroquimica decorantes dispersos em efluente t xtil utilizando fotoanodos de

7i>7iO5# uim# *ova,

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