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Desenvolvimento de catalisadores heterogêneos e estáveis para o tratamento eletroquímico de efluentes

Resumo

O despejo de efluentes sem tratamento prévio vem gerando grandes transtornos no que se refere ao controle da poluição ambiental, é uma das maiores preocupações da população mundial. Os processos eletroquímicos oxidativos avançados (PEOAs) constituem uma alternativa viável para o tratamento desses efluentes por possuírem alto poder de oxidação frente a diversos compostos poluentes. No presente trabalho foram desenvolvidos catalisadores heterogêneos para o tratamento eletroquímico de efluentes, utilizando o corante amarelo sol como poluente modelo. Os resultados indicaram que as composições representadas genericamente por Ti/Ne0,3Me0,3Pe0,4O2 e Ti/Ne0,5Pe0,502 foram tão eficientes quanto a composição comercial, reduzindo aproximadamente 93% da concentração do corante (inicial 50 mmol L-1). Os eletrodos também apresentaram estabilidade após reações consecutivas. Esses resultados são promissores incentivando a busca de novas concentrações catalíticas com maior eficiência e estabilidade.

Introdução

Com o agrave da poluição ambiental ao decorrer das gerações, se faz cada vez mais necessária a busca pela remediação imediata de bens naturais imprecindíveis para a sobrevivência humana, tais como os recursos hídricos. Devido a essa necessidade, a comunidade científica mundial está mobilizando-se na busca de tecnologias que solucionem essa problemática de maneira efetiva e sustentável.

O tratamento desses poluentes é indispensável para a saúde humana e de ecossistemas aquáticos. Nesse contexto, os processos eletroquímicos oxidativos avançados (PEOAs) constituem uma alternativa viável para o tratamento desse tipo de efluente por possuírem alto poder de oxidação frente a diversos compostos poluentes1-3. No processo eletroquímico a composição do material eletródico é fundamental, determinando a eficiência do processo e o mecanismo das reações envolvidas. Dentre os materiais eletródicos amplamente empregado no tratamento de efluentes se destacam os ânodos dimensionalmente estáveis (ADE) devido a alta eficiência e estabilidade química e mecânica.

ADE consiste de um suporte metálico, sobre o qual é depositado uma mistura de óxidos, usualmente por decomposição térmica de uma solução de sais precursores. Normalmente a camada ativa de óxidos é uma mistura contendo: um óxido com propriedades catalíticas (p ex. RuO2, IrO2); um óxido que fornece a estabilidade química e mecânica (p. ex. TiO2) e freqüentemente outros aditivos para modelar as propriedades. A atividade eletroquímica dos eletrodos depende da estrutura cristalina e eletrônica dos componentes, bem como do grau de mistura dos óxidos4.

Vários estudos têm sido realizados variando a composição da camada de óxido, buscando aumentar as propriedades eletrocatalíticas dos eletrodos. Dentro deste contexto o presente trabalho buscou desenvolver catalisadores eletroquímicos com eficiência para degradação de poluentes orgânicos visando o tratamento eletroquímico de efluentes. Nesse estudo foram desenvolvidos catalisadores unitários, binários e ternários de composição Ti/MeOx, Ti/MeOxNeOy e Ti/MeOxNeOyXiOz sendo Me/Ne/Xi metais de transição de interesse, com alto potencial tecnológico em tratamento de efluentes por processo eletroquímico.

Autores: Flaviana F. F. Ferro; Nathália M. P. Queiroz; Carmem L. P. S. Zanta e Josealdo Tonholo.