Electrochemical synthesis of hydrogen peroxide on oxygen-fed graphite/PTFE electrodes modified by 2-ethylanthraquinone

Forti, Juliane C.; Rocha, Robson S.; Lanza, Marcos R.V.; Bertazzoli, Rodnei

doi:10.1016/j.jelechem.2006.10.023

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“…Com o intuito de evitar a formação de H 2 O 2 a partir da reação de O 2 no catodo, empregando-se um eletrodo de difusão gasosa, aplicou-se fluxo positivo de N 2 através do EDG, pela imposição de 0,2 Bar de pressão na câmara externa do EDG. 17,18 Considerando-se o regime hidrodinâmico no interior do reator, utilizaram-se as vazões de 50 e 350 L h -1 para avaliar a eficiência do processo de degradação eletroquímica, as quais apresentam, respectivamente, regime laminar (Número de Reynolds; Re ≈ 500) e regime turbulento (Número de Reynolds; Re ≈ 4500). Os experimentos a corrente constante foram realizados em cada uma das vazões e os decaimentos da concentração normalizada do cloranfenicol em função do tempo de ensaio, utilizando-se a CLAE para as duas vazões utilizadas, são apresentados na Figura 1.…”

Section: Resultsunclassified

Degradação eletroquímica do cloranfenicol em reator de fluxo

Rezende¹,

Prado²,

Rocha³

et al. 2010

Quím. Nova

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Recebido em 19/8/09; aceito em 18/1/10; publicado na web em 23/4/10 ELECTROCHEMICAL DEGRADATION OF THE CHLORAMPHENICOL AT FLOW REACTOR. This paper reports a study of electrochemical degradation of the chloramphenicol antibiotic in aqueous medium using a flow-by reactor with DSA ® anode. The process efficiency was monitored by chloramphenicol concentration analysis with liquid chromatography (HPLC) during the experiments. Analysis of Total Organic Carbon (TOC) was performed to estimate the degradation degree and Ion Chromatography (IC) was performed to determinate inorganic ions formed during the eletrochemical degradation process. In electrochemical flow-by reactor, 52% of chloramphenicol was degraded, with 12% TOC reduction. IC analysis showed the production of chloride ions (25 mg L -1 ), nitrate ions (6 mg L -1 ) and nitrite ions (4.5 mg L -1 ).Keywords: chloramphenicol; electrochemical reactor; DSA ® anodes. INTRODUÇÃOAtualmente, diversas substâncias têm despertado interesse no que concerne ao seu impacto ambiental, principalmente em ambientes aquá-ticos, principalmente devido às elevadas estabilidades e toxicidades. No caso de substâncias biologicamente ativas, o sistema de tratamento convencional das águas de abastecimento pode não ser totalmente eficaz para a degradação destas substâncias, o que torna vital o tratamento de efluentes contendo estas substâncias, evitando a contaminação dos rios e lagos e colocando em risco o meio ambiente como um todo.Diversas classes de medicamentos como antibióticos, hormônios, anti-inflamatórios dentre outros, já foram detectados em esgoto doméstico, em águas superficiais e de subsolo. O uso desenfreado destas substâncias acarreta dois sérios problemas ambientais: a contaminação dos recursos hídricos e a possível mutação de micro-organismos. 1,2 Os antibióticos são uma classe de medicamentos que têm sido amplamente discutidos na literatura por serem comercializados em grandes quantidades e dentre os estes está o cloranfenicol, um antibió-tico conhecido pelo seu amplo espectro antibacteriano, com utilização na medicina humana e animal, tanto pela sua eficácia, quanto pelo seu baixo custo. Por ser um antibiótico muito empregado, existe a preocupação em monitorar a presença deste medicamento em águas residuais em vários países e propor possíveis processos de tratamento para este fármaco, antes descartar a água residuária na natureza. 1,[3][4][5][6] O grande consumo dos medicamentos contendo cloranfenicol, sua diversificada forma de apresentação e sua variada fonte de geração de resíduos dentro da indústria, torna o estudo da degradação desse composto ativo e o consequente tratamento das águas residuárias da industria farmacêutica de grande importância, devido ao impacto que esses compostos biologicamente ativos causam no meio ambiente. Para o controle desses compostos ativos existentes nos despejos da indústria farmacêutica, existem vários processos de tratamento de efluentes aquosos que podem ser utilizados, como o tratamento químico e a incineração do efluente.Estes proce...

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Section: Resultsunclassified

Degradação eletroquímica do cloranfenicol em reator de fluxo

Rezende¹,

Prado²,

Rocha³

et al. 2010

Quím. Nova

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“…A preparação da massa catalítica e construção do EDG seguiu procedimentos descritos na literatura. 10,11 reator eletroquímico Para o registro das voltametrias e para a realização das eletrólises foi utilizado um reator eletroquímico do tipo flow-by, com apenas um compartimento, tendo sido construído com placas de PVC montadas na forma de um filtro-prensa, projetado para ser acoplado em um sistema de recirculação com capacidade de 2,0 L.…”

Section: Preparação Do Eletrodo De Difusão Gasosaunclassified

“…O reator foi conectado a um sistema de recirculação, composto por bombas e medidores de vazão, responsável pela vazão estável do eletrólito através do reator. 10 Com relação à degradação do diclofenaco, as amostras retiradas durante as eletrólises foram analisadas em um cromatógrafo Shimadzu modelo 20A, com detector UV/Visível SPD-20A. A fase estacionária utilizada foi uma coluna 250 x 4,6 mm (coluna C 18 ) e a fase móvel composta de uma mistura de metanol e ácido fosfórico 18,7x10 -3 mol L -1 em uma proporção de 80:20.…”

Section: Preparação Do Eletrodo De Difusão Gasosaunclassified

Avaliação da degradação do diclofenaco sódico utilizando H2O2/fenton em reator eletroquímico

Rocha¹,

Beati²,

Oliveira³

et al. 2009

Quím. Nova

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Recebido em 29/2/08; aceito em 26/9/08; publicado na web em 5/2/09 EVALUATION OF THE DEGRADATION OF SODIUM DICLOFENAC USING H 2 O 2 /FENTON IN ELECTROCHEMICAL REACTOR. This paper describes a degradation study of the anti-inflammatory sodium diclofenac in aqueous medium using an electro-chemical flow reactor with a gas diffusion electrode as cathode. Two degradation processes were compared: by H 2 O 2 electrogenerated and H 2 O 2 electro-generated/Fe(II). Concentration of sodium diclofenac was determined during the experiments by HPLC. The changes in chemical oxigen demand (COD) were also evaluated. Under the specific reaction conditions, 350 mg L -1 of H 2 O 2 was electro-generated and 99.2% of sodium diclofenac was degradated, with 27.4% COD reduction. At the same conditions, but using Fe(II), drug degradation was 99.4% and the COD reduction was 63.2%.Keywords: sodium diclofenaco; electrochemical reactor; gas diffusion electrode. introduçãoA indústria farmacêutica ocupa um lugar de destaque, tanto no âmbito nacional quanto no internacional, quanto ao volume de recursos destinados ao desenvolvimento de novos fármacos e a sistemas de produção mais eficientes. Anualmente são produzidas grandes quantidades de produtos farmacêuticos com aplicação nas mais diversas áreas da saúde humana e animal, sendo que a maioria dos princípios ativos utilizados é de compostos orgânicos biologicamente ativos.Considerando que os processos de produção mais modernos são planejados para maximizar a produção e minimizar a geração de resíduos ou efluentes líquidos, as operações de manutenção e limpeza das áreas de fabricação e equipamentos geram efluentes líquidos que necessitam de um tratamento adequado antes de serem descartados no meio ambiente. Outra fonte de efluentes é o processo de inutilização e/ou destruição de lotes de medicamentos com prazos de validade vencidos, que são recolhidos do mercado.Um exemplo de princípio ativo largamente comercializado é o diclofenaco sódico, um fármaco não-esteróide com pronunciadas propriedades anti-reumática, anti-inflamatória, analgésica e antipirética. Este fármaco é um dos princípios ativos mais vendido no Brasil e esse grande consumo é devido a uma ampla diversidade de aplicações, que vão desde o tratamento pós-operatório até o tratamento pós-traumático da dor. 1,2 O grande consumo do diclofenaco sódico, sua diversificada forma de apresentação e sua variada fonte de geração de resíduos dentro da indústria, torna o estudo da degradação desse composto ativo e o conseqüente tratamento das águas residuárias da indústria farmacêutica de grande importância, devido ao impacto que esses compostos biologicamente ativos causam no meio ambiente. Para controle desses compostos ativos existentes nos despejos da indústria farmacêutica, existem vários processos de tratamento de efluentes aquosos que podem ser utilizados, como o tratamento químico, biológico e a incineração do efluente.As dificuldades observadas no tratamento usual de compostos da indústria farmacêutica abrem precedentes para a utilização ...

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“…22 Glassy carbon electrodes modified with azobenzene shifted the oxygen reduction reaction to less negative The incorporation of solid catalysts into the EDG graphitic mass is a novel application and the first results obtained by our group started to be reported last year. One of our papers 30 introduces the subject with the phrase: "Quinones have already proved their efficiency in the synthesis of hydrogen peroxide" and, although traditional they are still defeating our knowledge about how do they work and how to place them in the reaction ambient for obtaining the best catalytic effects and reaction rates.…”

Section: Degrandmentioning

confidence: 99%

Effects of the modification of gas diffusion electrodes by organic redox catalysts for hydrogen peroxide electrosynthesis

Forti

Venâncio

Lanza

et al. 2008

J. Braz. Chem. Soc.

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Este trabalho apresenta um estudo comparativo da eficiência eletroquímica na eletrogeração de peróxido de hidrogênio in situ usando eletrodos da difusão gasosa modificados com os catalisadores orgânicos redox: 2-etilantraquinona, 2-terc-butilantraquinona e azobenzeno em meio de 0,1 mol L -1 H 2 SO 4 + 0,1 mol L -1 K 2 SO 4 , pH = 1. A produção de peróxido de hidrogênio está diretamente relacionada ao potencial aplicado e a concentração dos catalisadores adicionados. A modificação dos eletrodos resultou em um aumento significativo no rendimento de H 2 O 2 (30%) alcançando 850 mg L -1 e o sobrepotencial da reação de redução do oxigênio foi deslocado para valores menos negativos (400 mV vs Ag/AgCl para os eletrodos modificados com quinonas e 300 mV vs. Ag/AgCl para os eletrodos modificados com azobenzeno) comparado ao eletrodo de difusão gasosa não modificado, reduzindo o consumo de energia de 596,5 para 232,4 kWh kg -1. Os resultados indicaram que o melhor eletrodo para a eletrogeração do H 2 O 2 é o eletrodo de difusão gasosa modificado com 10% de 2-etilantraquinona, o qual apresentou a melhor relação custo/benefício. This paper reports a comparative study of the electrochemical performance of in situ hydrogen peroxide electrogeneration on gas diffusion electrodes modified by organic redox catalysts 2-ethylanthraquinone, 2-terc-butylanthraquinone and azobenzene in medium of 0.1 mol L -1 H 2 SO 4 plus 0.1 mol L -1 K 2 SO 4 , pH = 1. Hydrogen peroxide generation proved strongly dependent on the applied potential and on the concentration of added catalysts. Electrode modifications led to a significant increase in H 2 O 2 yield (30%) reaching 850 mg L -1 , and the overpotential for oxygen reduction shifted to less negative values (400 mV vs Ag/AgCl for electrodes modified by quinones and 300 mV vs Ag/AgCl for electrodes modified by azobenzene) compared to noncatalyzed gas diffusion electrodes, resulting in reduced energy consumption of 596.5 to 232.4 kWh kg -1 . The results indicated that the best electrode for H 2 O 2 electrogeneration is the gas diffusion electrode modified with 10% of 2-ethylanthraquinone, offering the best cost to benefit ratio.

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Electrochemical synthesis of hydrogen peroxide on oxygen-fed graphite/PTFE electrodes modified by 2-ethylanthraquinone

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Degradação eletroquímica do cloranfenicol em reator de fluxo

Degradação eletroquímica do cloranfenicol em reator de fluxo

Avaliação da degradação do diclofenaco sódico utilizando H2O2/fenton em reator eletroquímico

Effects of the modification of gas diffusion electrodes by organic redox catalysts for hydrogen peroxide electrosynthesis

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