Effects of pH and Applied Potential on Photocurrent and Oxidation Rate of Saline Solutions of Formic Acid in a Photoelectrocatalytic Reactor

Abstract

A photoelectrocatalytic reactor containing titania-coated titanium electrodes was employed to degrade solutions of formic acid (2 mmol dm -3 ) in 0.01 mol dm -3 NaCl. Reaction rates were increased above that observed for a purely photocatalytic experiment by operating at applied potentials of at least +1.0 V (versus saturated calomel electrode). The kinetics of photodegradation at +1.0 V was modeled effectively using a Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson expression. Unexpected results were obtained when only the background electrolyte was passed through the reactor. During initial recirculation of this solution with no UV illumination and no applied potential, the pH increased from 6.5 to 9, suggesting ion exchange of chloride ions with hydroxyl ions from the catalyst surface. However, when UV illumination was initiated with an applied potential, the pH decreased to 3.5-4.2, depending on the magnitude of the potential. The cause of this behavior is not known, although there are several explanations. Addition of formic acid to this system buffered the pH near 3, producing the highest rate of degradation at an applied potential of +1.0 V. When the formic acid test solution was adjusted to higher initial pH values, the reaction rate was unaffected until the pH increased above 5, at which point the rate decreased.

Avaliação dos tratamentos eletroquímico e fotoeletroquímico na degradação de corantes têxteis

“…Desta forma, o desenvolvimento de técnicas para imobilizar materiais semicondutores em suportes foi crucial no desenvolvimento desta área 29 . A oxidação fotoeletrocatalítica tem se mostrado eficaz no tratamento de diversas substâncias orgânicas que são poluentes ou danosas à saúde, como 4-clorofenol [30][31][32][33] , ácido fór-mico [34][35][36] e até organismos patogênicos 37 . Destaca-se também o tratamento dos corantes naftol azul 38 , remazol brilhante laranja 3R 39 e naftol azul preto (sobre WO 3 ) 40 , entre outros.…”

Photocatalytic abatement of o-xylene using adsorption enhanced ZnO/GAC catalyst in a continuous flow reactor: Catalytic potential, Fate of o-xylene and its by-products

“…Various porous materials have recently been used as a support for TiO2 and other nanoparticles, including silica (e.g., glass, quartz, optical fibers (Danion et al, 2004), molecular sieves (Choi et al, 2001)), porous polymers (Wu and Chang, 1998), clay (Kibanova et al, 2009), stainless steel (Candal et al, 2000),…”

Degradação fotoeletroquímica de corantes dispersos em efluente têxtil utilizando fotoanodos de Ti/TiO2

“…6 A preocupação com rejeitos contendo essa classe de corantes tem crescido nos anos mais recentes, devido a suas comprovadas propriedades mutagênicas. [8][9][10][11][12][13][14][15][16][17] Os métodos de tratamento para corantes dispersos baseados em processos biológicos, físico-químicos e utilização de ozônio têm sido inadequados para sua remoção. [18][19][20] Métodos de descoloração de corantes dispersos baseados em processos fotoquímicos têm alcançado apenas 55% de eficiência.…”

“…[8][9][10][11][12] A velocidade típica das reações num semicondutor varia de fentossegundos para o aprisionamento de cargas, a milissegundos para transferência interfacial, sendo esta última a etapa determinante da velocidade. O uso de um fotocatalisador como fotoanodo, onde se pode aplicar um potencial sob iluminação de luz ultravioleta, pode aumentar a eficiên-cia do processo fotocatalítico, retardando a recombinação de cargas nas partículas do semicondutor.…”