The galvanostatic oxidation of aldehydes to acids on Ti/Ru0.3Ti0.7O2 electrodes using a filter-press cell

Malpass, Geoffroy Roger Pointer; Motheo, Artur J.

doi:10.1590/s0103-50532003000100011

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“…2,3,11 The Ti/Ru 0.3 Sn 0.7 O 2 electrode was prepared in the laboratory by the standard technique of thermal decomposition of the appropriate mixture of precursor salts (0.2 mol dm -3 SnCl 2 and RuCl 3 .nH 2 O dissolved in 1:1 HCl (v/v)) at 400°C under a flux of oxygen (5 cm 3 min -1 ). After each addition of chloride precursors the electrode was calcinated for ten min.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

“…2,3,11 The Ti/Ru 0. The cyclic voltammetry measurements were carried out in in 0.5 mol dm -3 H 2 SO 4 using a potentiostat (EG&G/PAR model 273).…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

“…Apart from the nature of the electrode material, other factors, such as organic concentration 2 and the type of organic species present 3 are known to play an important role in the oxidation process. However, few studies deal with the effect of concentration or, in fact, deal with high organic concentration.…”

Section: Introductionmentioning

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Cyclic voltammetric behaviour of dimensionally stable anodes in the presence of C1 - C3 aldehydes

Malpass¹,

Motheo²

2003

J. Braz. Chem. Soc.

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Este trabalho descreve o estudo voltamétrico de três aldeídos alifáticos: formaldeído, acetaldeído e propionaldeído sobre ânodos do tipo Dimensionalmente Estáveis (ADE  ). Eletrodos com composição Ti/Ru 0.3 M 0.7 O 2 (onde M = Ti ou Sn) foram utilizados em solução de 0.5 mol dm -3 H 2 SO 4 usando uma célula do tipo filtro-prensa. Ambos os eletrodos apresentam um comportamento típico dos ADE  frente a oxidação de formaldeído. Porém, para acetaldeído e propionaldeído, um desvio do padrão é observado na forma de uma diminuição da carga anódica faradaica normalizada (q fn ) e da densidade da corrente associada com a reação de desprendimento de oxigênio (RDO). Um possível mecanismo considerando a oxidação direta dos aldeídos é sugerido.This work describes the cyclic voltammetry study of three aliphatic aldehydes: formaldehyde, acetaldehyde and propionaldehyde at dimensionally stable anodes (DSA  ). Electrodes of nominal composition Ti/Ru 0.3 M 0.7 O 2 (where M = Ti ou Sn) were used in 0.5 mol dm -3 H 2 SO 4 in a filter-press cell. Both electrodes exhibit behaviour typical of such materials in the presence of formaldehyde. However, with acetaldehyde and propionaldehyde non-typical behaviour is observed. This is characterised by a fall in the normalised faradaic anodic charge (q nf ) and also a decrease in the current density associated with the oxygen evolution reaction (OER). A possible reaction mechanism, considering the direct oxidation of the aldehyde at the electrode surface, is suggested.Keywords: formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, electrooxidation, DSA  IntroductionThe presently accepted model for organic oxidation at DSA  electrodes is that proposed by Comninellis and De Battisti, 1 which considers that oxidation takes place under conditions of simultaneous oxygen evolution. The nature of the electrode material is known to affect the mechanism of oxidation, 1 where so called "active" electrodes mediate the oxidation of an organic species via the formation of higher oxides of the metal, (MO x+1 ), if a higher oxidation state is available (e.g. RuO 2 or IrO 2 ). This leads to selective oxidation. "Non-active" electrodes present no higher oxidation state available and the organic species is directly oxidised by an adsorbed hydroxyl radical -giving complete combustion (e.g. SnO 2 or PbO 2 ). Essentially, both processes require, as the initial step, the formation of ( • OH) ads .Apart from the nature of the electrode material, other factors, such as organic concentration 2 and the type of organic species present 3 are known to play an important role in the oxidation process. However, few studies deal with the effect of concentration or, in fact, deal with high organic concentration.Cyclic voltammograms of DSA  electrodes in acidic media generally display broad peaks between the oxygen evolution reaction (OER) and the hydrogen evolution reaction (HER), which correspond to oxidation state transitions (e.g. Ru(IV) to Ru(VI)). In cyclic voltammetry the oxidation of an organic species at DSA  electrodes...

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Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

“…2,3,11 The Ti/Ru 0. The cyclic voltammetry measurements were carried out in in 0.5 mol dm -3 H 2 SO 4 using a potentiostat (EG&G/PAR model 273).…”

Section: Methodsmentioning

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Cyclic voltammetric behaviour of dimensionally stable anodes in the presence of C1 - C3 aldehydes

Malpass¹,

Motheo²

2003

J. Braz. Chem. Soc.

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“…Cinética da descoloração Diferentes estudos indicam que a oxidação de substâncias orgânicas sobre eletrodos de óxido obedece a cinética de pseudo primeira ordem, devido à formação de sítios ativos MO x+1 , nos quais não ocorre adsorção da espécie orgânica 42,44,52 . Assim, o desaparecimento da cor foi analisado no presente trabalho em termos de cinética simples de 1 a ordem, pela construção de um gráfico de ln(Abs t /Abs 0 ) em função do tempo de eletrólise (Figura 5), cujo coeficiente linear corresponde à constante de 1 a ordem aparente, k ap .…”

Section: Figura 3 Espectros Na Região De Uv-vis De (A) Preto Remazolunclassified

Avaliação dos tratamentos eletroquímico e fotoeletroquímico na degradação de corantes têxteis

Catanho¹,

Malpass²,

Motheo³

2006

Quím. Nova

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Orange 3R and Remazol Golden Yellow RNL) using electrochemical and photoelectrochemical methods. In both methods, electrolysis experiments were performed at a current density of 50 mA cm -2 in an aqueous solution of each dye (30 mg L -1 ), using a photoelectrochemical flow-cell. For all the dyes studied, the photoelectrochemical method was demonstrated to be more efficient than the electrochemical one. Photoelectrochemical oxidation resulted in complete decoloration after 90 min of electrolysis and total organic carbon (TOC) removal reached up to 36%. It was observed that the dyes presenting chromophores at higher wavelengths are removed the quickest, which indicates that photosensitised (photoassisted) oxidation occurs. The level of color was reduced to levels below the standards presented in the literature, which indicates the viability of the photoelectrochemical process as part of the treatment of textile effluents.Keywords: azo dye; reactive dye; DSA. INTRODUÇÃOOs resíduos de indústrias têxteis possuem como característica uma intensa coloração a qual, em ambientes aquáticos, pode causar uma interferência nos processos de fotossíntese. Além disso, certas classes de corantes, assim como seus subprodutos, podem ser carcinogênicos e/ou mutagênicos 1 . Estudos 2 indicam que a poluição colorida de cursos d'água começa a ser observável a concentrações acima de 1 mg L -1 . Além disso, resíduos da indústria têxtil podem conter metais pesados em níveis acima dos permitidos pelas leis ambientais 3 .A produção mundial de corantes e pigmentos é estimada entre 750.000 e 800.000 t/ano 2,3 sendo que cerca de 26.500 t/ano são consumidas no Brasil 1 . Desta quantidade, aproximadamente 12% dos corantes orgânicos são perdidos durante as etapas de produção e processamento 1 . Esta perda é relativamente pequena comparada com outros poluentes, como pesticidas, solventes e detergentes 1 ; porém, é importante enfatizar que a aplicação destes materiais geralmente envolve diluição, gerando um grande volume de efluente líquido.A classificação dos corantes pode ser pelo tipo de fibra, tais como corantes para nylon, algodão, poliéster, etc.; pelos métodos de aplicação no substrato, ou seja, pela maneira que eles são fixados à fibra têxtil (corantes diretos, reativos, à cuba, etc.), e de acordo com a sua estrutura química, como por ex.: azo, antraquinona, indigóides, etc.) 4-7 . Cerca de 60% dos corantes utilizados em indústrias têxteis são corantes azos, que se caracterizam pelo grupo -N=N-ligados a sistemas aromáticos 1 , sendo que a função azo inclui os principais tipos de corantes reativos. Os corantes reativos contêm um grupo eletrofílico (reativo) capaz de formar ligação covalente com grupos hidroxila das fibras celulósicas, com grupos amino, hidroxila e tióis das fibras protéicas e também com grupos amino das poliamidas. Devido às grandes quantidades de corantes que não são fixados às fibras e são liberados no processamento têxtil, é importante que seja estudada a degradação destes corantes em condições (de pH, condutividade, etc....

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“…A partir da Figura 6 observa-se a remoção de formaldeído e metanol acompanhada pela formação de ácido fórmico a qual está em acordo com trabalhos anteriores. 31,32 De forma geral, a remoção das espécies inicialmente presentes (formaldeído e metanol) por via eletroquímica obedece a uma cinética de 1ª ordem, conforme observações feitas na literatura. 24,32,37 Ao aplicar o método foto-assitido, foi observado que há uma melhora na taxa de degradação.…”

Section: Degradação De Formaldeídounclassified

MATERIALS OF COMPOSITION Ti/Pb_XTi_1-XO₂FOR PHOTO-ASSISTED ELECTROCHEMICAL DEGRADATION OF ORGANIC POLLUTANTS

Fornazari¹,

Neto²,

Andrade³

et al. 2016

Química Nova

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. Electrochemical methods are an interesting and clean alternative for the abatement of toxic organic pollutants. This paper details the study of the synthesis of electrode materials of nominal composition Ti/Pb X Ti 1-X O 2 (X = 0; 0.05; 0.10; 0.20 e 0.30) and their use as electrodes for degradation of organic pollutants using both electrochemical and photo-assisted electrochemical techniques. The results demonstrate that the materials produced are interesting from the point of view of organic removal. The application of simultaneous UV radiation with electrical current was capable of removing greater amounts of the organic load (>32% in <1 h) than the electrochemical technique alone.Keywords: photo-assisted electrochemical degradation; formaldehyde; dimensionally stable anodes. INTRODUÇÃO Aspectos geraisNas últimas duas décadas, o crescimento de pesquisas na área de tratamento de substâncias tóxicas por métodos eletroquímicos têm sido quase exponencial. A primeira revisão neste contexto foi publicada por Rajeshwar et al., 1 em 1994, e desde então várias revisões estão sendo publicadas expondo os benefícios do tratamento eletroquímico, 2 na degradação anódica de poluentes, 3-5 em processos catódicos, como recuperação de metais, 6,7 são relativamente bem sucedidos, sendo implantados em escala industrial. Isso ocorre porque a maioria dos metais podem ser depositados em um grande espectro de materiais eletródicos e, como o valor agregado do metal é alto, a sua recuperação é viável. Por outro lado, em processos anódicos a degradação de muitas substâncias (especialmente orgânicas) é dificultada por mecanismos complexos de degradação e fenômenos de envenenamento da superfície do eletrodo. Além disso, a ausência de uma vantagem financeira clara faz com que o fator principal na escolha de um sistema de tratamento seja o custo que este acarreta. Neste sentido existe um grande esforço para desenvolver materiais eletródicos com elevada eficiência frente à degradação de substâncias orgânicas.Dentre essas pesquisas, muita atenção tem sido direcionada para os eletrodos compostos de óxidos catalíticos (p.ex. Métodos combinadosRecentemente a comunidade científica tem reconhecido que a eletroquímica em si não é necessariamente suficiente para mineralizar substâncias orgânicas complexas ou efluentes concentrados. Assim, o tratamento eletroquímico pode ser aplicado como um pré ou pós--tratamento (polishing), desenvolvendo tratamentos combinados como, por exemplo, tratamento eletroquímico seguido por biológico. Neste caso, o tratamento eletroquímico é utilizado para degradar moléculas resistentes à biodegradação, aumentando a eficiência e rapidez deste último.Outra possibilidade é a combinação do tratamento eletroquímico à fotocatalise, que, dependendo da área, é conhecida como fotoeletrocatalise ou eletroquímica fotoassistida. Em fotocatalise pura, um semicondutor pode atuar como um fotosensibilizador na fase heterogênea para a degradação oxidativa de substâncias orgânicas em soluções aquosas. 9A fotocatálise é um processo bas...

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The galvanostatic oxidation of aldehydes to acids on Ti/Ru0.3Ti0.7O2 electrodes using a filter-press cell

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Cyclic voltammetric behaviour of dimensionally stable anodes in the presence of C1 - C3 aldehydes

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