Estudo da degradação de ibuprofeno, com plasma obtido por eletrólise de alta tensão e baixa corrente usando cela multieletrodos

Abstract

Nos últimos anos, vários estudos estão sendo feitos com a finalidade de encontrar novas tecnologias que possam contribuir para a degradação de compostos orgânicos em efluentes. Neste trabalho, têm-se como meta principal a construção de um sistema que possa degradar substâncias orgânicas, através da utilização de plasma, obtido na eletrólise com alta tensão e baixa corrente. Esta é uma das técnicas denominadas de Processos Oxidativos Avançados (POA), caracterizadas pela formação de espécies altamente oxidantes, tendo como principal espécie o radical hidroxila (OH•), além de outra espécie não menos importante, o peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ). Para a realização do trabalho, montou-se um sistema constituído por uma fonte de alimentação de alta tensão de corrente contínua, uma cela termostatizada e sete eletrodos, onde se formará o plasma. O cátodo é um eletrodo de grafite enquanto os ânodos são eletrodos de platina, selado em tubos de cerâmica, o que deixa a platina exposta formando um micro-eletrodo que ficará em contato com a solução. Para isso, foi necessário que o trabalho se realizasse em duas partes distintas: na primeira, utilizou-se o sistema para medir a produção de peróxido de hidrogênio com um até cinco eletrodos ligados, aplicando-se uma diferença de potencial de aproximadamente 600 volts durante um tempo máximo de uma hora. Notou-se que a produção de peróxido de hidrogênio teve um aumento significativo à medida que aumentava o tempo de contato da solução com o plasma e o número de anodos ligados. Na segunda parte, foi empregado o composto orgânico Ibuprofeno (IBU), sendo feito um planejamento, que está mostrado na tabela 2, variando a diferença de potencial aplicada, o número de ânodos utilizados e a concentração de eletrólitos na solução, com a finalidade de analisar a capacidade de degradação do sistema. Esta degradação do IBU foi acompanhada através de medidas espectrais na região do UV-visível, entre 200 e 700 nm, em alíquotas retiradas no tempo zero, em 30 e 60 minutos. Observou-se que a intensidade do pico da solução após os 60 minutos de contato com o plasma caiu muito, e a porcentagem de remoção chegou a 94,5%. Realizou-se também a medida do pH das alíquotas retiradas nestes tempos. Após o tempo de 60 minutos, observou-se que o composto foi consideravelmente degradado e o pH ficou em aproximadamente 7 em todos os experimentos. Pode-se notar que com os seis ânodos ligados, a degradação foi mais produtiva, e que a variação da diferença de potencial não alterou muito, assim como a variação da concentração do eletrólito sulfato de sódio. Após as análises dos resultados, chegou-se à conclusão que o plasma é uma técnica com grande potencial para a degradação de compostos orgânicos, tendo em vista que praticamente o único reagente utilizado é o elétron.

In the last years, several studies are being done with the aim of find new technologies that can contribute to the degradation of dyes. In this study, it was have as ultimate goal the construction of a system that can degrade these substances by using the plasma that emerges with the application of electrolysis high voltage and low current. This is one of the techniques denominated by Advanced Oxidation Processes (AOP), that work with the formation of highly oxidizing species, whose main species hydroxyl radical (OH•). In addition to other no less important species, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ). To accomplishment the study, it was set up a system consisting of a power supply high voltage direct current, electrode thermostated cell and seven electrodes, which will form the plasma. The cathode is created by a graphite electrode whereas the anode are configured by a platinum electrode sealed through a ceramic tube, leaving the tip exposed to form a small electrode will have little contact with the solution. For such a, it was necessary that the study should take place in two distinct parts: in the first part, the system was used to compare the difference in the production of hydrogen peroxide with one to six electrodes connected, applying a potential difference of approximately 600 volts for one hour. It was noted that the production of hydrogen peroxide increased significantly with increasing the contact time of the solution with the plasma and the number of anodes connected. In the second part, it was used the compound known as Ibuprofen (IBU), for which we made a plan, varying the voltage applied, the number of used anodes and electrolyte concentration in the solution, with the aim of examine the ability degradation of the system. This IBU degradation was studied by spectra performed in the region 200-700 nm, in aliquots taken at time zero, 30 and 60 minutes of the formation of plasma. It was observed that the peak intensity of the solution after 60 minutes of contact with the plasma fell much, and the percentage removal reached 94.5%. It was also performed analyze of the pH of these aliquots. Having completed the study result, it was observed that the compound was significantly degraded, and the pH was approximately 7. One can notice that with six anodes related degradation was more productive, and the variation of the difference of the potential does not change much, as well as varying the concentration of electrolyte sodium sulphate. After analyzing the results, it was concluded that the plasma is a technique with great potential for degradation of organic compounds.