Degradação eletroquímica de cloreto de cetrimônio com diamante dopado com boro

Abstract

A poluição do meio ambiente é um dos maiores problemas mundiais, resultando em alterações que ameaçam à qualidade dos solos, da atmosfera e da água. O crescimento populacional, o aumento das atividades industriais, a falta de conscientização ambiental e de informação sobre uso de substâncias poluentes são fatores que agravam essa problemática. Diante da necessidade de minimizar impactos causados por diversos poluentes descartados em ambientes aquáticos se tem normalmente o tratamento destes efluentes por meio de processos biológicos, que apesar do baixo custo e muitas vezes eficientes, não se mostram efetivos com alguns compostos orgânicos que não são biodegradáveis e requerem a utilização de tecnologias de oxidação mais avançadas, como por exemplo, os processos eletroquímicos baseados na geração de radicais oxidantes. Este método vem demonstrando ser eficiente para a degradação de uma ampla gama de compostos orgânicos, com o intuito final de reduzir ao máximo a complexidade das moléculas e resíduos gerados no processo. A grande vantagem dos métodos eletroquímicos para o tratamento de poluentes orgânicos reside na não necessidade de uso de reagentes oxidantes perigosos, sendo utilizado no seu lugar um reagente intrinsecamente “limpo”, o elétron. Além disto, os processos de oxidação eletroquímica passam por ser facilmente monitoráveis, controláveis e automatizáveis. Dentro dos diferentes tipos de materiais eletródicos existentes no mercado, destaca-se o diamante dopado com boro, especialmente eficiente por possuir uma ampla janela eletroquímica, alta estabilidade química e mecânica e uma boa eficiência para remoção de efluentes orgânicos através da oxidação por meio da ação do radical hidroxila, que bem direta ou indiretamente, mediante a geração de outras espécies intermediárias fortemente oxidantes. Neste contexto, o diamante dopado com boro pode ser uma boa alternativa para o tratamento de efluentes de indústrias cosméticas, as quais podem conter o cloreto de cetrimônio (hexadeciltrimetilamônio) utilizado como emulsificante. O principal problema deste composto é a limitada biodegradabilidade que apresenta tal como relatado pela Agência de Proteção Meio Ambiental Estadunidense. Com estas premissas, este trabalho de conclusão de curso se apresenta como o primeiro trabalho do Laboratório de Desenvolvimento de Processos Químicos do Instituto de Química da Universidade de Brasília na área de tratamento de efluentes aquosos poluídos com contaminantes orgânicos mediante tecnologia eletroquímica em Degradação eletroquímica do cloreto de cetrimônio com diamante dopado com boro um reator tipo filtro-prensa. Devido a isto, uma parte importante do trabalho foi a montagem e o start-up deste, após o qual, foi avaliada a possibilidade de tratamento de um efluente sintético contendo cloreto de cetrimônio como poluente orgânico, sendo estudado a influencia da carga elétrica fornecida ao sistema (quantidade de elétrons) e a vazão de alimentação ao reator eletroquímico. Como resultados mais relevantes, em primeiro lugar, pode ser destacada a montagem e posta em funcionamento do sistema de forma satisfatória, além da demonstração preliminar de tratamento por meio desta tecnologia de efluentes contendo cloreto de cetrimônio na sua composição.