Preparação e caracterização de eletrodos de Ti/SnO2:Sb(5%),Gd(2%) para a oxidação eletroquímica de naftaleno em meio aquoso
Abstract
Na indústria de petróleo e gás, a água produzida juntamente com óleo é o principal
efluente gerado. Devido ao grande volume e complexidade de sua composição, o seu
tratamento é um desafio a fim de evitar danos significativos ou permanentes ao meio
ambiente. Este trabalho teve como objetivo preparar e caracterizar eletrodos recobertos com
mistura ternária de óxido metálico de estanho, dopado com antimônio e gadolínio, a serem
usados como uma alternativa eficiente e limpa para a degradação de naftaleno, um dos
principais poluentes presente na água produzida e escolhido como poluente modelo a ser
degradado através da eletroquímica. A qual combina benefícios como seletividade,
versatilidade, segurança, compatibilidade ambiental e eficiência energética, para remover ou
transformar substâncias tóxicas e nocivas ao meio ambiente em substâncias menos tóxicas, de
maneira eficaz através de reações de óxido-redução. Foi investigada a eficiência de ânodos
dimensionalmente estáveis de Ti/SnO2:Sb(5%),Gd(2%), sintetizados pelo método dos
precursores poliméricos, conhecido como Pechini, para a oxidação eletroquímica do naftaleno
presente em solução aquosa. Três diferentes tempos e temperaturas de síntese foram testados
buscando melhores resultados na oxidação do naftaleno (10 ppm). Os ânodos foram
calcinados a 350, 400 e 450 °C durante 1, 2 e 3 h, para cada temperatura. Ambos, temperatura
e tempo influenciaram a eficiência dos eletrodos na degradação de naftaleno, mas a
temperatura tem maior influência. Os eletrodos mais eficientes foram aqueles calcinados a
400 °C por 2 h, os quais degradaram 97,5% do naftaleno e reduziram em 86% o carbono
orgânico total após 120 min de eletrólise com potencial de 2,0 V; além disso, apresentaram a
mais alta constante cinética com k = 0,011 min–1
. Dentre os ânodos estudados, os que foram
calcinados a 400 °C por 2 h apresentaram as maiores áreas eletroativas, de acordo com
experimentos de voltametria cíclica. Adicionalmente, todos os eletrodos sintetizados exibiram
estabilidade física e eletroquímica. Para informação, não há na literatura registros da síntese
de ânodos de Ti/SnO2:Sb(5%),Gd(2%) usando o método Pechini.