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Oxidação anódica de ácidos aminonaftaleno-sulfónicos com ânodos de BDD e de Ti/Pt/PbO2

Author(s): Rodrigues, Ana Sofia Freire

Date: 2014

Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.6/5635

Origin: uBibliorum

Subject(s): Ácido 4-Aminonaftaleno-1-Sulfónico; Ácido 5- Aminonaftaleno-2- Sulfónico; Ácido 8-Aminonaftaleno-2- Sulfónico; Bdd; Degradação Eletroquímica; Pbo2; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Química; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Química; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Química


Description

O objetivo deste trabalho foi investigar a influência das condições experimentais na degradação eletroquímica de aminas aromáticas. Para tal, escolheram-se 3 ácidos aminonaftaleno-sulfónicos, com iguais grupos substituintes, mas ocupando posições diferentes nos anéis aromáticos: ácido 4-aminonaftaleno-1-sulfónico (4AN1S), ácido 5-aminonaftaleno-2- sulfónico (5AN2S), ácido 8-aminonaftaleno-2-sulfónico (8AN2S). O estudo foi realizado usando dois materiais de ânodo diferentes, o diamante dopado com boro (BDD) e o dióxido de chumbo (Ti/Pt/PbO2), e utilizando como eletrólito suporte o NaCl e o Na2SO4. Os testes foram realizados com soluções de 200 mg/L das diferentes aminas, usando uma densidade de corrente de 300 A/m2. Às amostras recolhidas durante os ensaios foram realizadas medidas de absorvência, de carbono orgânico total (TOC), de carência química de oxigênio (CQO) e de azoto total (TN). Foram também realizadas determinações de concentração de amina ao longo dos ensaios, por HPLC, para permitir o estudo cinético. Os resultados mostraram uma boa electrodegradação de todas as aminas testadas, com remoções de CQO, depois de seis horas de ensaios, compreendidas entre 83 e 98% para a 4AN1S, 62 e 83% para a 5AN2S e 58 e 97% para a 8AN2S. As remoções de TOC foram inferiores, embora para muitos dos casos estudados tenham apresentado valores não muito inferiores aos de CQO, o que indica uma boa mineralização das aminas estudadas. A variação da concentração das aminas ao longo dos ensaios, por HPLC, serviu para concluir que a grande maioria das reações de electrodegradação das aminas apresenta uma cinética de pseudo-primeira ordem. O estudo efetuado sobre as diferentes formas de azoto envolvidas na degradação das aminas permitiu concluir que na presença de sulfato de sódio como eletrólito, independentemente da amina em estudo e do ânodo utilizado, não há praticamente eliminação de azoto, havendo apenas conversão do azoto orgânico em azoto amoniacal. Quando o eletrólito é o cloreto de sódio, qualquer que seja a amina em estudo ou o ânodo usado, durante a primeira hora de ensaio há uma eliminação superior a 50% do azoto presente inicialmente como azoto orgânico. O azoto remanescente encontra-se na forma de azoto amoniacal.

The objective of this study was to investigate the influence of the experimental conditions on the electrochemical degradation of aromatic amines. Three aminonaphthalene sulfonic acids, with equal substituent groups positioned at different positions in the aromatic rings, were chosen: 4-aminonaphthalene-1-sulfonic acid (4AN1S), 5-aminonaphthalene-2- sulfonic acid (5AN2S), 8-aminonaphthalene-2 -sulfonic acid (8AN2S). The study was conducted using two different anode materials, boron-doped diamond (BDD) and lead dioxide (Ti/Pt/PbO2), and using as electrolyte NaCl and Na2SO4. The tests were performed with solutions of 200 mg/L of the various amines, using a current density of 300 A/m2. Samples were taken during the assays to measure absorbance and to determine total organic carbon (TOC), chemical oxygen demand (COD) and total nitrogen (TN). Determinations of the amines’ concentration throughout the assays were also carried out, by HPLC, to collect data for the kinetic study. The results showed a good electrodegradation of all tested amines, with COD removal, after six hours of electrolysis, between 83 and 98% for the 4AN1S, 62 and 83% for the 5AN2S and 58 and 97% for 8AN2S. The TOC removals were lower, though for many of the studied cases only slightly lower than the COD values, which indicates a good mineralization of the studied amines. The variation of the amine’s concentration throughout the assays, determined by HPLC, have shown that the majority of the amines electrodegradation reactions presents a pseudofirst order kinetic. The study carried out on the different forms of nitrogen involved in the degradation of the amines allowed the conclusion that the presence of sodium sulfate as electrolyte, regardless of the amine under study and the used anode, leads to the conversion of organic nitrogen to ammonia nitrogen, without any nitrogen removal from solution. When the electrolyte is sodium chloride, whatever the studied amine or the anode used, during the first hour of the test there is a removal of 50% of the initial total nitrogen, being the remaining nitrogen in the form of ammoniacal nitrogen.

Document Type Master thesis
Language Portuguese
Advisor(s) Lopes, Ana Maria Carreira; Pacheco, Maria José Alvelos
Contributor(s) Rodrigues, Ana Sofia Freire
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