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Title: Projeto e avaliação de um reator eletroquímico para o processo oxidativo avançado de fármacos presentes em efluentes domésticos.
Other Titles: Design and evaluation of an electrochemical reactor for the process advanced oxidation of drugs present in effluents domestic.
???metadata.dc.creator???: XAVIER, Bruna Kattielly Costa.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: VILAR, Eudesio Oliveira.
???metadata.dc.contributor.referee1???: ALVES, Jose Jailson Nicacio.
???metadata.dc.contributor.referee2???: BRITO, André Luiz Fiquene de.
???metadata.dc.contributor.referee3???: VIEIRA SEGUNDO, José Etimógenes Duarte.
Keywords: Reatores eletroquímicos;Ciprofloxacina;Peróxido de hidrogênio;Processos oxidativos;Electrochemical reactors;Hydrogen peroxide;Ciprofloxacin;Oxidative processes
Issue Date: 18-Jun-2021
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: XAVIER, Bruna Kattielly Costa. Projeto e avaliação de um reator eletroquímico para o processo oxidativo avançado de fármacos presentes em efluentes domésticos. 2021. 68 fl. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2021. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/27718
???metadata.dc.description.resumo???: A preocupação com a presença de produtos farmacêuticos no ambiente aquático decorre de sua persistência química, resistência microbiana e efeitos sinérgicos que levam a implicações toxicológicas. A tecnologia eletroquímica aparece como alternativa ao tratamento convencional de efluentes farmacêuticos por oferecer um meio eficiente de remoção ou destruição das espécies poluentes. O peróxido de hidrogênio (H2O2) é um poderoso oxidante que vem sendo aplicado no tratamento de águas residuais industriais e, com isso, o estudo de reatores eletroquímicos para produção de peróxido de hidrogênio tem gerado grande interesse da comunidade científica. Nesse contexto, o presente projeto teve como objetivo geral projetar, construir, avaliar e modelar um reator eletroquímico de configuração flow-by para ser aplicado no processo oxidativo avançado (POA) do fármaco ciprofloxacina, através da produção in situ do agente oxidante – peróxido de hidrogênio, utilizando feltro de carbono como cátodo. Para tanto, foi realizado o projeto do reator eletroquímico e realizado o estudo de transferência de massa a partir da determinação da corrente de redução do íon ferricianeto associado ao método de titulação amperométrica. Além disso, foi realizado o estudo dos parâmetros experimentais que influenciam na produção de H2O2 a partir do preparo do eletrodo de pasta de carbono modificado (CPE-Pd), a determinação da saturação de oxigênio a partir da medição do oxigênio dissolvido (OD). Por fim, foram realizados testes de produção de H2O2 na célula eletroquímica. Os resultados da modelagem do reator indicaram a presença de diferentes condições fluidodinâmicas, sendo obtido dois modelos empíricos para a célula eletroquímica estudada. Também, foi possível observar o pico de absorbância da ciprofloxacina em 275 nm e o partir foi possível obter a curva de calibração do antibiótico. A técnica de voltametria de varredura (LSV) utilizando o CPE-Pd mostrou-se eficiente na identificação do H2O2, porém não foi possível observar a formação dele na célula eletroquímica. Com isso, é recomendado melhorar o sistema de distribuição do oxigênio para melhorar sua difusão na solução eletrolítica da célula e aplicar alguma técnica de ativação do eletrodo de carbono a fim de obter-se a reação de produção do peróxido de hidrogênio.
Abstract: The concern with the presence of pharmaceuticals in the aquatic environment stems from their chemical persistence, microbial resistance, and synergistic effects that lead to toxicological implications. Electrochemical technology appears as an alternative to the conventional treatment of pharmaceutical effluents as it offers an efficient means of removing or destroying polluting species. Hydrogen peroxide (H2O2) is a powerful oxidant that has been applied in the treatment of industrial wastewater and, therefore, the study of electrochemical reactors to produce hydrogen peroxide has generated great interest in the scientific community. In this context, this project aimed to design, build, evaluate and model an electrochemical reactor with a flow-by configuration to be applied in the advanced oxidative process (AOP) of the drug ciprofloxacin, through the in situ production of the oxidizing agent - peroxide. hydrogen, using carbon felt as the cathode. Therefore, the project of the electrochemical reactor was carried out and the mass transfer study was carried out from the determination of the reduction current of the ferricyanide ion associated with the amperometric titration method. In addition, the study of the experimental parameters that influence the production of H2O2 from the preparation of the modified carbon paste electrode (CPE-Pd), the determination of oxygen saturation from the measurement of dissolved oxygen (DO) was carried out. Finally, H2O2 production tests were carried out in the electrochemical cell. The results of the modeling of the reactor indicated the presence of different fluid dynamic conditions, being obtained two empirical models for the studied electrochemical cell. Also, it was possible to observe the peak absorbance of ciprofloxacin at 275 nm and it was possible to obtain the calibration curve of the antibiotic. The scanning voltammetry (LSV) technique using CPE-Pd proved to be efficient in identifying H2O2, but it was not possible to observe its formation in the electrochemical cell. Finally, it is recommended to improve the oxygen delivery system to improve its diffusion into the electrolyte solution of the cell and to apply some activation technique to the carbon electrode in order to obtain the hydrogen peroxide production reaction.
Keywords: Reatores eletroquímicos
Ciprofloxacina
Peróxido de hidrogênio
Processos oxidativos
Electrochemical reactors
Hydrogen peroxide
Ciprofloxacin
Oxidative processes
???metadata.dc.subject.cnpq???: Tecnologia Química
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/27718
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Química

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