Aplicação da oxidação eletroquímica para a geração de oxidantes fortes, geração de produtos de valor agregado e degradação de paracetamol, cafeína e olanzapina em efluentes sintéticos

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Costa, Letícia Gracyelle Alexandre
• Orientador(a): Huitle, Carlos Alberto Martinez
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Oxidação eletroquímica; Fármacos; Persulfato; Peroxofosfato; Eletrogeração de ácidos carboxílicos
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/57356

Os tratamentos eletroquímicos de efluentes estão enfrentando uma mudança de paradigma, ao invés de se alcançar a completa mineralização dos poluentes orgânicos os pesquisadores estão buscando dar valor econômico aos produtos gerados durante o processo de degradação. Um dos produtos que são eletrogerados no processo de oxidação eletroquímica são os ácidos graxos voláteis. Esses ácidos são commodities usados em diversos segmentos industriais como a indústria alimentícia, têxtil, farmacêutica. Este trabalho tem como objetivo avaliar a eficiência da oxidação eletroquímica na degradação de compostos farmacêuticas, buscando encontrar as melhores condições tanto para a remoção desses poluentes orgânicos quanto para a eletrogeração de ácidos graxos voláteis. Os resultados alcançados durante a pesquisa estão divididos em três capítulos. O primeiro capítulo apresenta uma revisão da literatura sobre a produção dos oxidantes persulfato e peroxofosfato e sua aplicação na remoção de contaminantes farmacêuticos. O segundo capítulo apresenta a avaliação do poder oxidante das soluções de persulfato e peroxofosfato eletrogeradas para a aplicação ex situ. Foi observado que o aumento na densidade de corrente é proporcional ao aumento da concentração do oxidante eletrogerado. No processo de oxidação ex situ alcançou-se a remoção de paracetamol de 46,66% para o persulfato e de 47,15% para o peroxofosfato. A melhor condição para esse tipo de aplicação foi utilizando a menor razão volume de contaminante/volume de oxidante (0,5). Já o terceiro capítulo, apresenta os resultados encontrados na oxidação eletroquímica dos compostos farmacêuticos paracetamol, cafeína e olanzapina. Os experimentos foram realizados em uma célula utilizando ânodo de Diamante Dopado com Boro (DDB), utilizando como eletrólitos de suporte ácido sulfúrico e sulfato de sódio 0,5 mol L-1. O processo de degradação eletroquímica e de formação de ácidos foi monitorado por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência. Foi possível observar que utilizando ácido sulfúrico como eletrólito, a degradação dos compostos foi alcançada mais rapidamente, pois o meio ácido auxiliou na solubilização dos contaminantes e favoreceu a produção de persulfato. Experimentos adicionais com ácido perclórico foram realizados na mesma condição para avaliar a influência do radical sulfato na degradação. Ao comparar os experimentos, comprovou-se que o radical sulfato é o principal responsável pela eficiência do processo. Os resultados de Carbono Orgânico Total mostraram que apesar de haver completa degradação do poluente, a matéria orgânica presente no efluente não foi completamente consumida, indicando que houve a produção de novos produtos orgânicos. Por meio das análises cromatográficas, verificou-se a formação de ácido acético, ácido fórmico e ácido oxálico nos experimentos com ácido sulfúrico como eletrólito. Já para os experimentos com sulfato de sódio, foram encontrados os ácidos acéticos, fórmico, tartárico e salicílico. Experimentos de germinação com sementes de alface foram realizados como ensaios iniciais, buscando avaliar toxicidade do efluente após o tratamento, para a futura utilização desse efluente no reuso agrícola. Apenas as sementes que foram regadas com o efluente tratado com sulfato de sódio germinaram. Conclui-se que a oxidação eletroquímica é um processo eficiente tanto para a geração de espécies oxidantes para as aplicações in situ e ex situ, como para a eletrogeração de ácidos carboxílicos.