Banca de QUALIFICAÇÃO: CRISLÂNIA CARLA OLIVEIRA MORAIS

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : CRISLÂNIA CARLA OLIVEIRA MORAIS
DATA : 15/12/2023
HORA: 14:00
LOCAL: videoconferência
TÍTULO:

Caracterização de um reator de recirculação de fluxo, oxidação anódica e detecção da Norfloxacina via tecnologias eletroquímicas

PALAVRAS-CHAVES:

Eletroanálise; Simulação CFD; POEA; ADE; Índice de Biodegradabilidade

PÁGINAS: 100
RESUMO:

A contaminação e poluição hídrica são questões prioritárias e emergentes, tanto do ponto de vista científico quanto tecnológico. A necessidade de desenvolver metodologias eficientes para tratamento e monitoramento de águas e efluentes tem crescido significativamente. Neste contexto, a tecnologia eletroquímica (TE) vem se destacando tanto no desenvolvimento de sensores quanto na aplicação dos processos oxidativos avançados eletroquímicos (POAE). Neste trabalho utilizou-se a TE para a caracterização de um reator de recirculação em fluxo com placas retangulares paralelas de Ti/TiO₂RuO₂IrO₂ (ânodo) e Ti (cátodo), e para a degradação e detecção do fármaco Norfloxacina (NOR). Foram utilizadas a técnica de corrente limite de difusão para a determinação do coeficiente de transferência de massa (km) experimental e os números adimensionais em diferentes vazões (25, 75, 250 e 500 L h ^{̶ 1}) e a fluidodinâmica computacional (CFD) para avaliar a distribuição da velocidade de fluxo dentro do reator. Os valores de km e a simulação por CFD mostraram um sistema totalmente dependente da vazão e a correlação dos números adimensionais indicaram a predominância de regime turbulento, em qualquer vazão. A condição ótima para utilização do reator proposto foi na vazão de 500 L h ^{̶ 1} (km = 1,9 × 10 ^{̶ 4} m s ^{̶ 1}) e sua eficiência foi confirmada pelos estudos de oxidação eletroquímica de 2,5 × 10⁻⁴ mol L⁻¹ da NOR, em diferentes densidades de corrente (j). O processo de degradação foi acompanhado por espectroscopia UV-visível e carbono orgânico total (COT). A espectrofotometria de absorção molecular mostrou um decréscimo de 70%, 92% e 85% da concentração inicial do fármaco e a análise de COT mostrou uma mineralização de 28%, 42% e 36% para as j de 20, 40 e 60 mA cm ^{̶ 2}, respectivamente. O processo de degradação do fármaco foi confirmado pela cromatografia de íons (CI), que indicou a formação de ácidos orgânicos de cadeia curta (ácidos fórmico e acético) ao final da eletrólise. O índice de biodegradabilidade também foi investigado e os resultados (DBO₅/DQO ≥ 0,5) mostraram que após o tratamento eletroquímico o substrato foi transformado em um material mais biodegradável, que favorece a mitigação dos impactos ambientais. Sequencialmente, foi desenvolvido um sensor amperométrico de abordagem simples, utilizando uma haste da fibra de carbono (FC) como transdutor para acompanhar online o processo de degradação da molécula da NOR via POAE. O estudo de eletroatividade da NOR sobre a FC usando tampão Britton- Robinson em pH 2,0 mostrou um pico de oxidação irreversível em 1,13 V vs. Ag/AgCL. Por meio da correlação de Ep versus pH foi possível indicar os valores de pKa do fármaco (6,5 e 8,1); o estudo de pH indicou que a etapa determinante da reação envolveu 1 próton e 1 elétron em um mecanismo EC; e o estudo de velocidade de varredura de potencial mostrou um processo misto de adsorção-difusão. Para a análise amperométrica foi fixado o potencial de 1,2 V, que apresentou o maior valor de corrente. A curva de calibração apresentou uma faixa linear entre 1,6 µmol L ^{̶ 1} e 30,0 µmol L ^{̶ 1}, com R² = 0,998 e limites de detecção (LD) e quantificação (LQ) de 0,01 µmol L ^{̶ 1} e 0,4 µmol L ^{̶ 1}, respectivamente. A reprodutibilidade e repetibilidade apresentaram um DPR de 2,1% e 2,9%, respectivamente, indicando a precisão do sensor cronoamperométrico. A aplicabilidade do sensor proposto foi comparada à do método espectrofotométrico por meio do monitoramento do processo de degradação da NOR por POAE e os resultados obtidos foram concordantes. Desta forma, a tecnologia eletroquímica pode ser aplicada eficazmente sob diferentes perspectivas, tanto no monitoramento quanto na mitigação de poluentes ambientais.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1645110 - CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
Externa ao Programa - 2275848 - ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS - UFRNExterno à Instituição - DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO - UNESP
Externo à Instituição - THIAGO MIELLE BRITO FERREIRA OLIVEIRA - UFCA