Photoelectrochemical treatment of the dye reactive red 198 using DSA® electrodes

Catanho, Marciana; Malpass, Geoffroy Roger Pointer; Motheo, Artur J.

doi:10.1016/j.apcatb.2005.07.011

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“…Os ADEs tiveram destaque na década de 60, substituindo os eletrodos de mercúrio na indústria cloro-alcali 41 . Entretanto, nos últimos 10 anos os ADEs também têm sido empregados em sistemas eletroquímicos para a degradação de substâncias orgânicas [42][43][44] , sendo que mais recentemente foi observado que os ADEs podem ser usados como fotocatalisadores [45][46][47][48] . O uso de ADEs em sistemas fotoeletrocatalíticos tem sido feito para estudo da degradação de uma variedade de substân-cias orgânicas, como, por ex., de efluentes da indústria de celulose, indústria têxtil e aterros sanitários 46 , do corante remazol vermelho 48 e de ácido húmico 49 .…”

Section: Oxidação Fotocatalíticaunclassified

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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Section: Oxidação Fotocatalíticaunclassified

Avaliação dos tratamentos eletroquímico e fotoeletroquímico na degradação de corantes têxteis

Catanho¹,

Malpass²,

Motheo³

2006

Quím. Nova

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“…Entretanto, vários trabalhos tratam da degradação de corantes têxteis por processos fotoeletroquímicos, utilizando ânodos de diversas naturezas. Utilizando um ânodo do tipo DSA, 15 uma fonte de radiação ultravioleta de 250 W e sulfato de sódio como eletrólito, Catanho e colaboradores verificaram a remoção praticamente completa da cor de soluções aquosas contendo o corante vermelho reativo 198, em tratamentos da ordem de 90 min. Por outro lado, mineralizações de apenas 40% foram verificadas em idêntico tempo de reação.…”

Section: Introductionunclassified

Degradação fotoeletroquímica do corante azul QR 19 em solução aquosa

Jacobs¹,

Peralta‐Zamora²

2012

Quím. Nova

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Recebido em 20/5/11; aceito em 24/11/11; publicado na web em 23/1/12 PHOTOELECTROCHEMICAL DEGRADATION OF REACTIVE BLUE 19 IN AQUEOUS SOLUTIONS. In this work the degradation capacity of a photo-electrocatalytic system was evaluated, mainly regarding the effect of the electrolyte solution on the degradation capacity toward a reactive textile dye. In the presence of NaCl the photo-electrochemical process shows high degradation efficiency, permitting almost total color removal in treatment of about 5 min. In view of the low degradation efficiency observed for the photocatalytic process it is possible to assume that the high degradation efficiency of the process is a function of electrochemical generation of oxidant active chlorine species, which are subsequently transformed to higher oxidant radical forms.Keywords: photo-electrocatalysis; dyes; electrolytes. INTRODUÇÃOO crescimento populacional e industrial que caracteriza as úl-timas décadas tem propiciado um significativo aumento na geração de resíduos urbanos e industriais, os quais, tratados ou dispostos de maneira inadequada, propiciam o surgimento de efeitos deletérios em diversos compartimentos ambientais.Dentro do contexto da poluição de origem industrial, deve ser dado destaque aos processos de beneficiamento têxtil, particularmente aos processos de tingimento, os quais são responsáveis pela geração de grandes volumes de resíduos, contendo elevada carga orgânica e forte coloração.1 De maneira geral, estima-se que 1 a 15% da carga de corantes pode ser perdida durante operações de tingimento e lavagem, 2 o que dificulta o tratamento e praticamente inviabiliza o reuso das águas residuárias. 3No meio industrial, o tratamento deste tipo de resíduos é realizados por rotinas convencionais, normalmente envolvendo processos de coagulação, adsorção e tratamento biológico, técnicas estas que apresentam inconvenientes derivados da elevada produção de lodos, do caráter não destrutivo e da usual resistência dos corantes frente a processos de natureza biológica, respectivamente. 4 Em função das desvantagens associadas ao uso de processos convencionais de tratamento, a potencialidade dos processos oxidativos avançados tem sido investigada desde 1996, principalmente utilizando-se processos de fotocatálise heterogênea mediados por dióxido de titânio.5 Nestes estudos, a rápida degradação de corantes em solução aquosa tem sido demonstrada, principalmente utilizando--se fotocatalisador em suspensão. [6][7][8][9] Mesmo apresentando elevada eficiência de degradação, poucos trabalhos relatam o uso do processo fotocatalítico em grande escala, basicamente em função de inconvenientes representados pela necessidade de fontes artificiais de radiação e de agentes sequestrantes de elétrons, bem como pela dificuldade de remoção do semicondutor, devido ao pequeno tamanho das partículas.10 Visando a minimização destes inconvenientes, novas alternativas vêm sendo propostas, com destaque para o uso de processos fotoeletroquímicos, os quais têm-se mostrado eficazes na degradação de poluentes o...

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“…6 Há diversas pesquisas recentes aplicando a técnica de degradação eletroquímica fotoassistida para remoção de diversas espécies orgâ-nicas (corantes), 13 O mecanismo de degradação envolve a formação de um radical hidroxila adsorvido por meio da descarga de H 2 O (em meio ácido) ou HO -(em meio básico)(ver Eq.1).…”

unclassified

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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Photoelectrochemical treatment of the dye reactive red 198 using DSA® electrodes

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Avaliação dos tratamentos eletroquímico e fotoeletroquímico na degradação de corantes têxteis

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