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ESTIMATING REACTION CONSTANTS BY AB INITIO MOLECULAR MODELING: A STUDY ON THE OXIDATION OF PHENOL TO CATECHOL AND HYDROQUINONE IN ADVANCED OXIDATION PROCESSES

Ramos, B.; Farah, Joao Pedro Simon; Teixeira, A. C. S. C.
Fonte: BRAZILIAN SOC CHEMICAL ENG; SAO PAULO Publicador: BRAZILIAN SOC CHEMICAL ENG; SAO PAULO
Tipo: Artigo de Revista Científica
ENG
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96.11%
Molecular modeling is growing as a research tool in Chemical Engineering studies, as can be seen by a simple research on the latest publications in the field. Molecular investigations retrieve information on properties often accessible only by expensive and time-consuming experimental techniques, such as those involved in the study of radical-based chain reactions. In this work, different quantum chemical techniques were used to study phenol oxidation by hydroxyl radicals in Advanced Oxidation Processes used for wastewater treatment. The results obtained by applying a DFT-based model showed good agreement with experimental values available, as well as qualitative insights into the mechanism of the overall reaction chain. Solvation models were also tried, but were found to be limited for this reaction system within the considered theoretical level without further parameterization.

Estimating reaction constants by ab initio molecular modeling: a study on the oxidation of phenol to catechol and hydroquinone in advanced oxidation processes

Ramos, B.; Farah, J. P. S.; Teixeira, A. C. S. C.
Fonte: Brazilian Society of Chemical Engineering Publicador: Brazilian Society of Chemical Engineering
Tipo: Artigo de Revista Científica
ENG
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96.11%
Molecular modeling is growing as a research tool in Chemical Engineering studies, as can be seen by a simple research on the latest publications in the field. Molecular investigations retrieve information on properties often accessible only by expensive and time-consuming experimental techniques, such as those involved in the study of radical-based chain reactions. In this work, different quantum chemical techniques were used to study phenol oxidation by hydroxyl radicals in Advanced Oxidation Processes used for wastewater treatment. The results obtained by applying a DFT-based model showed good agreement with experimental values available, as well as qualitative insights into the mechanism of the overall reaction chain. Solvation models were also tried, but were found to be limited for this reaction system within the considered theoretical level without further parameterization.

Aplicações de modelagem molecular em engenharia química: investigação do mecanismo de degradação do fenol em processos oxidativos avançados.; Molecular modeling applications in chemical engineering: investigation of the mechanism of degradation of phenol in advanced oxidation processes.

Ramos, Bruno
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 06/03/2009 PT
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96.08%
O trabalho tem por objetivo a aplicação de técnicas de modelagem molecular como ferramenta de pesquisa em Engenharia Química, em particular no estudo das reações químicas envolvidas na degradação do fenol em processos oxidativos avançados. Os resultados obtidos para reações em fase gasosa mostram que o uso dessa ferramenta, no nível de teoria selecionado (B3LYP/6-31++G(d,p)), é adequado para descrever a maioria das reações do mecanismo proposto. As constantes cinéticas calculadas (através da Teoria do Estado de Transição), quando comparadas com os dados experimentais disponíveis, encontram-se dentro da mesma ordem de grandeza para a rota mais viável. A simulação de um par de reações paralelas mostra o mesmo perfil de queda do fenol encontrado para as constantes cinéticas experimentais. A comparação com resultados teóricos prévios mostra que a adição de efeitos de polarização das nuvens eletrônicas ao conjunto de base resulta em um aperfeiçoamento nos valores das constantes cinéticas. Os estudos do meio solvatado mostram que o modelo de solvatação implícita SM5.42R é adequado para descrever o sistema, por reproduzir bem o valor experimental da energia de solvatação do fenol. Entretanto, não é possível fazer comparações quanto aos radicais devido à ausência de dados experimentais. Dentre os modelos de solvatação explícita construídos...

Integração do tratamento microbiológico com células imobilizadas e tecnologias emergentes (Processos Oxidativos Avançados) para o tratamento de efluentes gerados na indústria têxtil.; Integration of microbiological treatment with immobilized cells and emerging (Advanced Oxidation Process) technologies for wastewater treatment generated in the textile industry.

Oliveira, Ivy dos Santos
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 13/11/2009 PT
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76.01%
A integração de diferentes processos de tratamento na degradação de efluente têxtil foi avaliada utilizando-se a técnica de precipitação, processos oxidativos avançados (POA) e tratamento biológico aeróbio. Os POAs (Ozônio/UV e reagente de Fenton/UV) foram avaliados com experimentos em bateladas de acordo com um planejamento fatorial L18 (Método Tagushi) em função da vazão de ozônio, concentração de reagente Fenton, radiação UV, pH e temperatura. No tratamento microbiológico por processo contínuo, foi utilizado um reator de leito fluidizado com células imobilizadas de zeólitas e avaliados parâmetros como pré-tratamento com POAs, vazão de aeração, taxa de diluição. Concluiu-se que com o pré-tratamento físico-químico obteve-se resultados bastante satisfatórios na redução da DQO e COT, porém gerou uma quantidade desnecessária de lodo. A integração lodo ativado/Reagente Fenton mostrou-se bastante adequada, principalmente na remoção da cor e turbidez; a variedade e freqüência dos microrganismos observados durante o monitoramento biológico foram condizentes com os sistemas de lodo ativado operando eficientemente e o emprego de zeólitas como suporte mostrou-se significativo, alcançando 63,3 % de imobilização do microrganismo no suporte.; The integration of different treatment processes in the degradation of textile wastewater was evaluated using precipitation technique...

Degradação do antibiótico ciprofloxacina em solução aquosa por meio de processo oxidativo avançado baseado em ozônio.; Degradation of the antibiotic ciprofloxacin in aqueous solution by the advanced oxidation process based on ozone.

Baptistucci, Cíntia Bardauil
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 02/03/2012 PT
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76.06%
Os tratamentos convencionais de efluentes em geral não são eficientes para a degradação de compostos persistentes como os fármacos. Neste trabalho, estuda-se o tratamento de soluções aquosas contendo o antibiótico ciprofloxacina (CIP) por meio de processo oxidativo avançado baseado em ozônio. Para tanto, foram realizados experimentos em semi-batelada com recirculação de líquido em um reator (coluna de bolhas) com escoamento gás-líquido em contracorrente. Amostras de líquido foram retiradas e analisadas para medida das concentrações de CIP e de carbono orgânico total (COT); a concentração de ozônio no gás foi medida por espectrofotometria UV-vis. Estudaram-se os efeitos das seguintes variáveis quanto à degradação de CIP, por meio de um planejamento Doehlert: concentração de ozônio à entrada do reator (8-25 mgO3 L-1), pH (3,5-10,5) e concentração inicial de CIP (5-26 mg L-1). Avaliaram-se as seguintes variáveis dependentes por meio da análise de superfícies de resposta: variação de concentração de CIP em 2 minutos; taxa inicial de degradação de CIP e variação de concentração de COT em 30 minutos. Os resultados indicaram total degradação de ciprofloxacina em menos de 15 minutos, tanto por via direta...

Regeneração de carvão ativado utilizado para adsorção de pesticida por meio de processos oxidativos avançados.; Regeneration of activated carbon used for adsorption of pesticide by advanced oxidation processes.

Zambrana, Carolina Oliveira
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 15/05/2013 PT
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96.14%
Como os tratamentos convencionais de água e efluentes normalmente não reduzem as concentrações de pesticidas significativamente, torna-se necessário utilizar outros tipos de tratamento associados e uma alternativa é o pós-tratamento empregando carvão ativado (CA) para adsorção desses poluentes. Sua viabilidade econômica está associada ao seu reúso. O desenvolvimento de novas técnicas de regeneração de CA contaminado após uso, como o emprego de Processos Oxidativos Avançados (POA), tem recebido muita atenção. Os POA são caracterizados pela geração de radicais hidroxila (HOo), que são fortes oxidantes capazes de mineralizar uma vasta gama de substâncias, geralmente sem a necessidade de disposicão final. Nesse sentido, no presente trabalho estudou-se a aplicação dos POA baseados na peroxidação assistida por radiação ultravioleta (H2O2/UV) e oxidação promovida por peroximonossulfato de potássio (PMS) para regeneração de CA contaminado com o herbicida amicarbazona. Os processos estudados consistiram de duas etapas: adsorção, contactando-se a solução contendo o herbicida com o CA por um período pré-determinado; e tratamento, empregando os processos H2O2/UV ou PMS. Os resultados para o sistema H2O2/UV indicaram que não houve regeneração do CA...

Estudo da tratabilidade do lixiviado de aterro sanitário pelos processos oxidativos avançados foto-Fenton, ozônio e ozônio combinado com peróxido de hidrogênio; Study of treatability of landfill leachate by advanced oxidation processes photo-Fenton, ozone and ozone combined with hydrogen peroxide

Monteiro, Luciano do Valle
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 05/06/2012 PT
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86.13%
O lixiviado de aterro sanitário possui constituição complexa e é altamente poluente. Neste contexto, os processos oxidativos avançados se destacam como pré-tratamento, objetivando a remoção ou diminuição da recalcitrância do lixiviado. Neste trabalho foram utilizados os Processos Oxidativos Avançados (POAs) foto-Fenton, ozônio e ozônio combinado com peróxido de hidrogênio. Avaliou-se a influência do pré-tratamento por air-stripping, a variação na produção de ozônio em 80 e 100%, a melhor dose de peróxido de hidrogênio correspondente a 20, 40 e 80% da dose de 6g O3/L empregada nos tratamentos com ozônio, a remoção de matéria orgânica, nitrogênio amoniacal total (NAT), alcalinidade, sólidos dissolvidos totais (SDT) (cloretos), produção de nitrito e nitrato, melhor razão molar [H2O2]/[Fe2+] para o tempo de contato de 80 min no foto-Fenton, uso do número médio de oxidação do carbono (NMOC) e a quantificação do ácido oxálico formado após a aplicação dos POAs. O tratamento por O3/H2O2 (1,2 g H2O2/L e produção de O3 em 80%) obteve a maior remoção de matéria orgânica, 0,14 g massa removida de Carbono Orgânico Total (COT) / massa consumida de O3 e 0,43 g/g para a Demanda Química de Oxigênio (DQO). Quanto ao foto-Fenton...

Águas de processo da REPLAN : qualidade e aplicação de processos oxidativos avançados; Process water from a Petroleum Refinery (REPLAN) : quality and application of advanced oxidation process

Mirthys Cozzett Gasparini
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 29/03/2011 PT
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86.1%
No presente trabalho foi realizada a caracterização de várias correntes de águas de processo da REPLAN (Refinaria de Paulínia), bem como a avaliação dos processos de fotólise (UV), peroxidação (H2O2), peroxidação assistida por radiação ultravioleta (H2O2/UV), reagente de Fenton (H2O2/Fe2+) e foto-Fenton (H2O2/Fe2+/UV) no tratamento de um dos efluentes, principalmente na degradação dos compostos orgânicos. Analisando-se os dados de caracterização dos diferentes efluentes foi possível sugerir alternativas de reuso no processo de refino, como também selecionar a corrente de água ácida retificada para aplicação dos processos físico-químicos de tratamento. A eficiência dos ensaios de tratabilidade foi baseada na redução da concentração do carbono orgânico dissolvido (COD). Dentre os processos estudados, os processos oxidativos avançados (POA) H2O2/UV e foto-Fenton apresentaram 95 % de eficiência após 150 minutos de ensaio. As condições ótimas foram obtidas na relação mássica COD: H2O2 de 1:7 para o processo peroxidação assistida por radiação UV, e de 1:5 e concentração de Fe2+ de 31 mg/L para o processo foto-Fenton. O efluente tratado pelo processo H2O2/UV poderia ser reutilizado como água de reposição no sistema de resfriamento...

Processo oxidativos avançados na remoção da toxicidade e da atividade antimicrobiana de uma solução de ofloxacina; Advanced oxidation processes in toxicity and antimicrobial activity removal of an ofloxacin solution

Marcela Souza Peres
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 21/03/2014 PT
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76.06%
A ofloxacina é um antimicrobiano de amplo espectro frequentemente encontrado em concentrações significativas em efluentes e águas superficiais. A contínua introdução deste fármaco no meio ambiente constitui um risco potencial em longo prazo para os organismos não alvos ou para a saúde humana. Neste estudo foi avaliada a degradação da ofloxacina pelos processos oxidativos avançados (POA) peroxidação assistida por radiação ultravioleta (UV/H2O2) e fotocatálise (UV/TiO2 e UV/TiO2/H2O2). Foi avaliada também a atividade antimicrobiana residual do fármaco, utilizando a bactéria E. coli, e a toxicidade aguda (Vibrio fischeri). A concentração de ofloxacina foi monitorada utilizando-se cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Os resultados obtidos indicam que os POA aplicados foram eficientes para a degradação desse fármaco. O processo UV/H2O2 alcançou degradação de 99%, após 60 min de reação. Para o processo UV/TiO2, a eficiência de degradação obtida foi de 89,3% após 60 min e a adição de peróxido de hidrogênio elevou a eficiência para 97,8%. A atividade antimicrobiana do fármaco foi reduzida consideravelmente, alcançando 95% de remoção com a aplicação do UV/H2O2 e 96% utilizando o processo UV/TiO2/H2O2. A toxicidade das amostras não aumentou no decorrer da aplicação destes POA...

Evaluation of fenton and ozone-based advanced oxidation processes as mature landfill leachate pre-treatments

Cortez, Susana; Teixeira, P.; Oliveira, Rosário; Mota, M.
Fonte: Elsevier Publicador: Elsevier
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em /03/2011 ENG
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96.08%
Fenton treatment (Fe2+/H2O2) and different ozone-based Advanced Oxidation Processes (AOPs) (O3, O3/OH− and O3/H2O2) were evaluated as pre-treatment of a mature landfill leachate, in order to improve the biodegradability of its recalcitrant organic matter for subsequent biological treatment. With a two-fold diluted leachate, at optimised experimental conditions (initial pH 3, H2O2 to Fe2+ molar ratio of 3, Fe2+ dosage of 4 mmol L−1, and reaction time of 40 min) Fenton treatment removed about 46% of chemical oxygen demand (COD) and increased the five-day biochemical oxygen demand (BOD5) to COD ratio (BOD5/COD) from 0.01 to 0.15. The highest removal efficiency and biodegradability was achieved by ozone at higher pH values, solely or combined with H2O2. These results confirm the enhanced production of hydroxyl radical under such conditions. After the application for 60 min of ozone at 5.6 g O3 h−1, initial pH 7, and 400 mg L−1 of hydrogen peroxide, COD removal efficiency was 72% and BOD5/COD increased from 0.01 to 0.24. An estimation of the operating costs of the AOPs processes investigated revealed that Fe2+/H2O2 was the most economical system (8.2 € m−3 g−1 of COD removed) to treat the landfill leachate. This economic study...

Degradation of 2-hydroxybenzoic acid by advanced oxidation processes

Zanta,C. L. P. S.; Martínez-Huitle,C. A.
Fonte: Brazilian Society of Chemical Engineering Publicador: Brazilian Society of Chemical Engineering
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/09/2009 EN
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96.13%
In this study, advanced oxidation processes (AOPs) such as the UV/H2O2 and Fenton processes were investigated for the degradation of 2-hydroxybenzoic acid (2-HBA) in lab-scale experiments. Different [H2O2]/[2-HBA] molar ratios and pH values were used in order to establish the most favorable experimental conditions for the Fenton process. For comparison purposes, degradation of 2-HBA was carried out by the UV/H2O2 process under Fenton experimental conditions. The study showed that the Fenton process (a mixture of hydrogen peroxide and Fe2+ ion) was the most effective under acidic conditions, leading to the highest rate of 2-hydroxybenzoic acid degradation in a very short time interval. This same process led to a six-fold acceleration of the oxidation rate compared with the UV/H2O2 process. The degradation of 2-hydroxybenzoic acid was found to follow first-order kinetics and to be influenced by the type of process and the experimental conditions. The experimental results showed that the most favorable conditions for 2-HBA degradation by the Fenton process are pH around 4-5, [Fe2+] = 0.6 mmol.L-1, and [H2O2]/[2-HBA] molar ratio = 7. The hydroxylation route is explained here for the two processes, and the results are discussed in the light of literature information.

Estimating reaction constants by ab initio molecular modeling: a study on the oxidation of phenol to catechol and hydroquinone in advanced oxidation processes

Ramos,B.; Farah,J. P. S.; Teixeira,A. C. S. C.
Fonte: Brazilian Society of Chemical Engineering Publicador: Brazilian Society of Chemical Engineering
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/03/2012 EN
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96.11%
Molecular modeling is growing as a research tool in Chemical Engineering studies, as can be seen by a simple research on the latest publications in the field. Molecular investigations retrieve information on properties often accessible only by expensive and time-consuming experimental techniques, such as those involved in the study of radical-based chain reactions. In this work, different quantum chemical techniques were used to study phenol oxidation by hydroxyl radicals in Advanced Oxidation Processes used for wastewater treatment. The results obtained by applying a DFT-based model showed good agreement with experimental values available, as well as qualitative insights into the mechanism of the overall reaction chain. Solvation models were also tried, but were found to be limited for this reaction system within the considered theoretical level without further parameterization.

Contribución al tratamiento de lixiviados de vertedero de residuos sólidos urbanos mediante procesos de oxidación avanzada; Contribution to the treatment of municipal solid waste landfill leachate by means of advanced oxidation processes

Alonso Solana, Elia
Fonte: Universidade de Cantabria Publicador: Universidade de Cantabria
Tipo: Tese de Doutorado
SPA
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76.08%
RESUMEN: Este trabajo tiene como objeto contribuir al conocimiento sobre la aplicabilidad de los procesos de oxidación avanzada (POAs) como tratamiento previo al método convencional de tratamiento de lixiviados de vertedero de residuos sólidos urbanos. Por lo tanto se persigue la degradación de los compuestos persistentes y su transformación en compuestos más sencillos y susceptibles de ser tratados por medio de procesos biológicos. De entre los distintos POAs, en esta Tesis se han seleccionado los procesos Fenton, foto-Fenton y electro-oxidación cuyo análisis ha sido aplicado al tratamiento de lixiviados de vertedero, así como a disoluciones de contaminantes primarios con objeto de facilitar el conocimiento de los mecanismos y reacciones implicadas en la degradación.; ABSTRACT: This work aims to contribute to the treatment of municipal solid waste landfill leachates by means of advanced oxidation processes (AOPs) as a pretreatment to conventional methods. Among the different AOPs, Fenton oxidation, photo-Fenton oxidation and electro-oxidation have been demonstrated to be a good alternative to remove recalcitrant compounds found in landfill leachate and increase the biodegradability. Therefore, this Thesis pursues the degradation of persistent compounds found in leachate by AOPs and their transformation into others more biodegradable able to being treated by biological processes. In order to facilitate the knowledge of the mechanisms involved in the degradation reaction of landfill leachate have also carried out studies with synthetic water containing some of the recalcitrant compounds present in the leachate.

Assessment of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans, PCDD/Fs, in the application of advanced oxidation processes; Evaluación de dibenzo-p-dioxinas y dibenzofuranos policlorados, PCDD/Fs, en la aplicación de procesos de oxidación avanzada

Vallejo Montes, Marta
Fonte: Universidade de Cantabria Publicador: Universidade de Cantabria
Tipo: Tese de Doutorado
ENG
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96.18%
ABSTRACT: Advanced oxidation Processes (AOPs), based on the formation of very active hydroxyl radicals, have been successfully applied for the treatment of wastewaters containing recalcitrant organic compounds such as chlorophenols. However, sometimes the partial mineralization of organic contaminants may lead to the potential formation of reaction by-products more harmful than their parent compounds. In this regard, chlorophenols are amongst the most important and direct precursors of the formation of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans (PCDD/Fs), which are a family of unintentionally persistent organic pollutants characterized by their persistence, bioaccumulative behaviour and various degrees of inherent toxicity. In this sense, this thesis aims to assess the distribution of intermediate products, focusing on the potential formation of PCDD/Fs, in the advanced oxidation treatment of aqueous solutions containing chlorinated organic compounds, studying the relevant role of the operating conditions. Concretely two broadly applied AOPs, namely electrochemical oxidation and Fenton oxidation, have been studied.; RESUMEN: Los procesos de oxidación avanzada (AOPs), basados en la formación de especies oxidantes, principalmente de radicales hidroxilo...

Advanced Oxidation Processes of Problematic Toxin and Water Contaminants: Cylindrospermopsin, Iopamidol, 4-methylcyclohexane Methanol and Propylene Glycol Phenyl Ether

Zhao, Cen
Fonte: FIU Digital Commons Publicador: FIU Digital Commons
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: application/pdf
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96.17%
The occurrences of cyanotoxin and organic contaminants threaten drinking water sources and are a serious human health and environmental concern. The control of these problematic contaminants and the remediation of the associated contaminants are critical for ensuring safe drinking water to significant populations. Advanced oxidation processes (AOPs) have received considerable attention as a potential water treatment for various pollutants. In this dissertation, advanced oxidative degradation of four problematic water toxic contaminants (CYN, iopamidol, 4-methylcyclohexane methanol and propylene glycol phenyl ether) were studied to develop the fundamental understanding required to assess AOPs as a potential water treatment process. UV and visible light activated (VLA) TiO2 photocatalysis using nitrogen and fluorine-TiO2 (NF-TiO2), phosphorus and fluorine-TiO2 (PF-TiO2) and sulfur-TiO2 (S-TiO2) were employed for degradation of 6-hydroxymethyl uracil (6-HOMU), a model compound for the potent cyanotoxin cylindrospermopsin (CYN). NF-TiO2 exhibits the most photoactive, followed by marginally active PF-TiO2 and inactive S-TiO2 under visible light irradiation. Our results indicate that O2-• plays an important role in VLA TiO2 photocatalysis. Fe (VI)...

Degradação de flumequina por processos oxidativos avançados; Flumequine degradation by advanced oxidation processes

Caio Alexandre Augusto Rodrigues da Silva
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 11/07/2013 PT
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86.25%
Nesse trabalho foi avaliada a degradação de flumequina (500 ?g L-1) por processo físico (fotólise-UV254), químico (peroxidação-H2O2) e oxidativos avançados (fotoperoxidação-UV/H2O2, fotocatálise heterogênea-UV/TiO2, reagente de Fenton-Fe(II)/H2O2, foto-Fenton-UV/Fe(II)/H2O2, eletroquímico e foto-eletroquímico) em um reator fotoquímico de recirculação em batelada. Os processos UV/H2O2 (CH2O2 inicial = 1,0 mmol L-1) e a fotocatálise (CTiO2 suspensão = 0,62 mmol L-1) foram os processos mais eficientes, reduzindo cerca de 85% da flumequina em 15 min de reação. A fotólise provocou a degradação da flumequina em 91,2% em 60 min de ensaio, enquanto que o processo foto-Fenton 94%, quando usados 10,0 e 0,25 mmol L-1 de H2O2 e Fe(II), respectivamente. Por outro lado, a peroxidação (CH2O2 = 1,0 mmol L-1) e o reagente de Fenton (CFe(II) = 2,0 mmol L-1 e CH2O2 = 0,5 mmol L-1) não atingiram mais de 10% e 40 % de degradação, respectivamente, após 60 min de reação. Os processos eletroquímico e foto-químico atingiram aproximadamente 82 e 85% de degradação da flumequina, após 60 min de reação quando aplicado 45 mA cm-2. A diminuição da atividade antimicrobiana das soluções submetidas aos processos oxidativos avançados foi proporcional à concentração residual da flumequina na solução. Não foi observada atividade antimicrobiana residual nas soluções submetidas aos seguintes processos oxidativos avançados e condições: UV/ H2O2 (CH2O2 = 1...

Electrochemical Advanced Oxidation Processes: An Overview of the Current Applications to Actual Industrial Effluents

Barrera-Díaz,C.; Cañizares,P.; Fernández,F. J.; Natividad,R.; Rodrigo,M.A.
Fonte: Sociedad Química de México A.C. Publicador: Sociedad Química de México A.C.
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/09/2014 EN
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96.19%
Many human activities result in the production of wastewater. Usually, physical, chemical and biological processes are successfully combined for the treatment of municipal wastewater, attaining good removal efficiencies. However, some industrial processes introduce anthropogenic recalcitrant pollutants in wastewater that are quite difficult to remove or degrade using conventional means and that should be removed due to their hazardousness. In such cases, the application of an Advanced Oxidation Processes (AOP) uses to be a good and/or promising alternative to attain an appropriate effluent. These processes rely on generating hydroxyl radical, which is a powerful oxidant that mineralizes efficiently pollutants contained in wastewater. In this review, we focus on the use of electrochemical methods to produce hydroxyl radical, using directly or indirectly electrochemical technology, within the so-called Advanced Electrochemical Oxidation Processes (EAOP). These processes include electrochemical, sonoelectrochemical and photoelectrochemical technologies and this work describes the fundamentals, main cases studied in the literature related to actual industrial waste treatment and tries to help in the elucidation of the range of applicability of each technology.

Electrochemical Advanced Oxidation Processes (EAOPs) for Environmental Applications

A. Oturan,Mehmet; Brillas,Enric
Fonte: Sociedade Portuguesa de Electroquímica Publicador: Sociedade Portuguesa de Electroquímica
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/01/2007 EN
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76.16%
Conventional processes for water treatment are inefficient for the remediation of wastewaters containing toxic and biorecalcitrant organic pollutants. A large number of advanced oxidation processes (AOPs) have been successfully applied to degrade pollutants present in waters. These methods are based on the generation of a very powerful oxidizing agent such as hydroxyl radical (·OH) in solution, able to destroy organics up to their mineralization. In recent years new AOPs based on the electrochemical technology are being developed. Electrochemical advanced oxidation processes (EAOPs) are environmentally friendly emerging methods for the decontamination of wastewaters contaminated with toxic and persistent herbicides, pesticides, chlorophenols, nitrophenols, polychlorinated biphenyls, pharmaceuticals, etc. This paper reports the fundamentals, main characteristics and recent developments of EAOPs such as anodic oxidation and electro-Fenton alone and coupled with other physicochemical processes. These techniques utilize electrolytic systems such as three-electrode divided and two-electrode undivided cells with different cathodes as working electrodes (carbon-felt or O2-diffusion cathode) and auxiliary electrodes (Pt, PbO2, boron-doped diamond (BDD) or iron anode). The effect of several experimental parameters that largely influence the degradation rate of organic pollutants is discussed. Chromatographic analyses and total organic carbon (TOC) and chemical oxygen demand (COD) measurements show a quick disappearance of initial pollutants and their aromatic and aliphatic reaction products in all cases. The great capacity of oxidation and/or mineralization of all these EAOPs to decontaminate acidic aqueous solutions of common herbicides and pesticides is described.

Mineralization of Drugs in Aqueous Medium by Advanced Oxidation Processes

Garrido,José Antonio; Brillas,Enric; Cabot,Pere Lluís; Centellas,Francesc; Arias,Conchita; Rodríguez,Rosa María
Fonte: Sociedade Portuguesa de Electroquímica Publicador: Sociedade Portuguesa de Electroquímica
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/01/2007 EN
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76.08%
At present chemical (AOPs) and electrochemical (EAOPs) advanced oxidation processes with ability to destroy organic pollutants in waters are being developed. These methods are based on the production of hydroxyl radical (•OH) as oxidant. In AOPs •OH radical can be obtained from Fenton’s reaction between Fe2+ and H2O2 added to the medium, photoreduction of Fe3+ species or reaction between ozone and Fe2+. In EAOPs this radical is formed from water oxidation on the surface of a high O2-overvoltage anode and/or Fenton’s reaction between Fe2+ added to the medium and H2O2 electrogenerated at the cathode by the two-electron reduction of oxygen. The present work reports the mineralization of several aromatic drugs such as paracetamol, ibuprofen, clofibric acid and salicylic acid by AOPs based on ozonation catalyzed by Fe2+, Cu2+ and/or UVA light and EAOPs like anodic oxidation, electro-Fenton and photoelectro-Fenton, which are environmentally friendly electrochemical methods. For the latter processes, the drug decay with time and the evolution of aromatic intermediates and generated carboxylic acids are studied. Anodic oxidation is only effective when a boron-doped diamond (BDD) anode is used, whereas the photoelectro-Fenton process with Fe2+...

Wastewaters by Electrochemical Advanced Oxidation Processes Using a BDD Anode and Electrogenerated H2O2 with Fe(II) and UVA Light as Catalysts

Brillas,E.; Garrido,J.A.; Rodríguez,R.M.; Arias,C.; Cabot,P.L.; Centellas,F.
Fonte: Sociedade Portuguesa de Electroquímica Publicador: Sociedade Portuguesa de Electroquímica
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/01/2008 EN
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This paper reports the mineralization of an aromatic pharmaceutical as clofibric acid and the dye indigo carmine in 0.05 M Na2SO4 of pH 3.0 by electrochemical advanced oxidation processes such as anodic oxidation without and with electrogenerated H2O2, electro-Fenton and photoelectro-Fenton using a boron-doped diamond (BDD) anode. These procedures produce the strong oxidant hydroxyl radical in the form of BDD(·OH) from water oxidation at BDD and/or ·OH from Fenton’s reaction between added Fe2+ and H2O2 generated at the cathode by two-electron O2 reduction. Comparative degradation of both compounds is performed with an undivided electrolytic cell of 100 mL with an O2-diffusion cathode. The effect of current density and pollutant concentration on the degradation rate and current efficiency of the different methods is discussed. The decay kinetics of clofibric acid and indigo carmine and the evolution of their aromatic by-products and final carboxylic acids like oxalic and/or oxamic are described to clarify their reaction sequences. Anodic oxidation is able to completely mineralize both compounds mainly with BDD(·OH). Aromatic pollutants are more rapidly destroyed in electro-Fenton due to their faster reaction with ·OH, but final Fe(III)-oxalate and Fe(III)-oxamate can only be oxidized with BDD(·OH). The most efficient method is photoelectro-Fenton due to the parallel photolysis of Fe(III)-oxalate complexes with UVA light...