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dc.contributor.authorWachter, Naihara
dc.date.accessioned2019-09-19T12:09:11Z
dc.date.available2019-09-19T12:09:11Z
dc.date.issued2019-06-28
dc.identifier.citationWACHTER, Naihara. Efeito da promoção de turbulência na hidrodinâmica de um reator tipo filtro-prensa e na degradação eletroquímica do bisfenol S. 2019. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11859.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11859
dc.description.abstractThe kinetics of many electrochemical processes is limited by mass transport, especially at low concentrations of the reactant. The use of turbulence promoters in parallel-plate reactors increases the hydrodynamic turbulence of the solution and consequently causes a reduction of the thickness of the diffusion layer and an increase of the rate of delivery of reactants to the electrode surface. In this sense, the objective of this work was to study the effect of turbulence promotion on the hydrodynamics of a filter-press reactor fitted with a boron-doped diamond anode (Si/BDD, [B]/[C] = 500 ppm) and on the electrochemical degradation/mineralization of bisphenol S. The results of the hydrodynamic characterizations of the electrochemical reactor show that the use of a turbulence promoter of three stacked meshes causes approximately a threefold increase of the mass transfer coefficient (from 3.25 x 10–5 to 9.44 x 10–5 m s–1) and of the limiting current density for the electro-oxidation of bisphenol S (from 6.88 to 20.0 mA cm–2), at a flow rate (qV) of 7.0 L min–1 and 25 °C. Afterwards, the effects of the quantities pH, flow rate and current density on the electrochemical degradation and mineralization of bisphenol S (100 mg L–1 solution in 0.1 mol L–1 Na2SO4) were investigated in the absence and presence of the turbulence promoter. Under the optimized electrolysis conditions (uncontrolled pH, qV = 7.0 L min–1, j = 14 mA cm–2, and 25 °C), 80% removal of the total organic carbon (TOC) was obtained after 283 or 450 min, for electrolyses performed in the presence or absence of the turbulence promoter, respectively. For this extent of TOC removal, the energy consumption was about 0.43 or 0.28 kW h g–1 (of TOC), in the absence or presence of the turbulence promoter, respectively; thus, the use of the turbulence promoter caused a reduction of about 35% in energy consumption. Under this optimized condition, six initial degradation intermediates were identified, regardless of the hydrodynamic condition used, but in the condition of higher turbulence these intermediates were formed and totally consumed within a shorter electrolysis time. Hence, it can be concluded that the use of the turbulence promoter of three stacked meshes leads to an enhancement of the bisphenol S degradation/mineralization kinetics, but does not affect its reaction mechanism.eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rights.uriAcesso abertopor
dc.subjectDegradação eletroquímicapor
dc.subjectDiamante dopado com boropor
dc.subjectBisfenol Spor
dc.subjectPromotor de turbulênciapor
dc.subjectTransporte de massapor
dc.titleEfeito da promoção de turbulência na hidrodinâmica de um reator tipo filtro-prensa e na degradação eletroquímica do bisfenol Spor
dc.title.alternativeThe effect of turbulence promotion on the hydrodynamics of a filter-press reactor and on the electrochemical degradation of bisphenol Seng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Rocha Filho, Romeu Cardozo
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5200717413563550por
dc.description.resumoA cinética de muitos processos eletroquímicos é limitada pelo transporte de massa, principalmente em baixas concentrações de reagente. A utilização de promotores de turbulência em reatores de placas paralelas aumenta a turbulência hidrodinâmica da solução e, consequentemente, causa uma redução da espessura da camada de difusão e um aumento da taxa de fornecimento de reagentes à superfície do eletrodo. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da promoção de turbulência na hidrodinâmica de um reator tipo filtro-prensa equipado com um anodo de diamante dopado com boro (Si/DDB, [B]/[C] = 500 ppm) e na degradação/mineralização eletroquímica do bisfenol S. Os resultados das caracterizações hidrodinâmicas do reator eletroquímico evidenciam que a utilização de um promotor de turbulência de três telas sobrepostas leva a aproximadamente uma triplicação do coeficiente de transferência de massa (de 3,25 x 10–5 para 9,44 x 10–5 m s–1) e da densidade de corrente limite para a eletro-oxidação do bisfenol S (de 6,88 para 20,0 mA cm–2), para a vazão (qV) de 7,0 L min–1, a 25 °C. Em seguida, investigou-se o efeito das variáveis pH, vazão e densidade de corrente (j) na degradação e mineralização eletroquímica do bisfenol S (solução de 100 mg L–1 em Na2SO4 0,1 mol L–1), na ausência e presença do promotor de turbulência. Nas condições otimizadas de eletrólise (pH sem controle, qV = 7,0 L min–1, j = 14 mA cm–2 e 25 °C), obteve-se a remoção de 80% do carbono orgânico total (COT) após 283 ou 450 min, para eletrólises realizadas na presença ou ausência do promotor de turbulência, respectivamente. Para este grau de remoção de COT, o consumo de energia foi de cerca de 0,43 ou 0,28 kW h g–1 (de COT), na ausência ou presença do promotor de turbulência, respectivamente; assim, o uso do promotor de turbulência causou uma redução de aproximadamente 35% no consumo de energia. Nesta condição otimizada, seis intermediários de degradação iniciais foram identificados, independentemente da condição hidrodinâmica utilizada, mas na condição de maior turbulência esses intermediários foram formados e totalmente consumidos em um menor tempo de eletrólise. Portanto, pôde-se concluir que o uso do promotor de turbulência de três telas sobrepostas leva a uma melhoria da cinética de degradação/mineralização do bisfenol S, mas não afeta o seu mecanismo reacional.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICApor
dc.description.sponsorshipIdCNPq: 141934/2014-0por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/8530485242303522por


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