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Ossidazione elettrochimica

In sensu largu, l'ossidazione elettrochimica si riferisce à tuttu u prucessu di l'elettrochimica, chì implica reazzioni elettrochimiche dirette o indirette chì si verificanu à l'elettrodu basatu annantu à i principii di e reazzioni di ossidazione-riduzione. Queste reazzioni anu cum'è scopu di riduce o eliminà i contaminanti da l'acqua di scaricu.

Definita in modu strettu, l'ossidazione elettrochimica si riferisce specificamente à u prucessu anodicu. In questu prucessu, una suluzione o sospensione organica hè introdutta in una cellula elettrolitica, è per via di l'applicazione di corrente continua, l'elettroni sò estratti à l'anodu, purtendu à l'ossidazione di i cumposti organici. In alternativa, i metalli di bassa valenza ponu esse ossidati in ioni metallici di alta valenza à l'anodu, chì poi participanu à l'ossidazione di i cumposti organici. Tipicamente, certi gruppi funziunali in i cumposti organici mostranu attività elettrochimica. Sottu l'influenza di un campu elettricu, a struttura di questi gruppi funziunali subisce cambiamenti, alterendu e proprietà chimiche di i cumposti organici, riducendu a so tossicità è aumentendu a so biodegradabilità.

L'ossidazione elettrochimica pò esse classificata in dui tipi: ossidazione diretta è ossidazione indiretta. L'ossidazione diretta (elettrolisi diretta) implica a rimuzione diretta di inquinanti da l'acqua di scaricu ossidenduli à l'elettrodu. Stu prucessu include sia prucessi anodici sia catodici. U prucessu anodicu implica l'ossidazione di inquinanti à a superficia di l'anodu, cunvertenduli in sustanzi menu tossichi o sustanzi chì sò più biodegradabili, riducendu o eliminendu cusì l'inquinanti. U prucessu catodicu implica a riduzione di inquinanti à a superficia di u catodu è hè principalmente utilizatu per a riduzione è a rimuzione di idrocarburi alogenati è u recuperu di metalli pesanti.

U prucessu catodicu pò ancu esse chjamatu riduzione elettrochimica. Implica u trasferimentu di elettroni per riduce l'ioni di metalli pesanti cum'è Cr6+ è Hg2+ in i so stati di ossidazione inferiori. Inoltre, pò riduce i cumposti organici clorurati, trasfurmenduli in sustanzi menu tossichi o micca tossichi, aumentendu infine a so biodegradabilità:

R-Cl + H+ + e → RH + Cl-

L'ossidazione indiretta (elettrolisi indiretta) implica l'usu di agenti ossidanti o riducenti generati elettrochimicamente cum'è reagenti o catalizatori per cunvertisce l'inquinanti in sustanzi menu tossichi. L'elettrolisi indiretta pò esse ulteriormente classificata in prucessi reversibili è irreversibili. I prucessi reversibili (ossidazione elettrochimica mediata) implicanu a rigenerazione è u riciclaggio di e spezie redox durante u prucessu elettrochimicu. I prucessi irreversibili, invece, utilizanu sustanzi generati da reazioni elettrochimiche irreversibili, cum'è agenti ossidanti forti cum'è Cl2, clorati, ipocloriti, H2O2 è O3, per ossidà i cumposti organici. I prucessi irreversibili ponu ancu generà intermedi altamente ossidativi, cumpresi elettroni solvatati, radicali ·HO, radicali ·HO2 (radicali idroperossilici) è radicali ·O2- (anioni superossidi), chì ponu esse aduprati per degradà è eliminà inquinanti cum'è cianuru, fenoli, COD (Chemical Oxygen Demand) è ioni S2-, trasfurmenduli infine in sustanzi innocui.

Ossidazione elettrochimica

In u casu di l'ossidazione anodica diretta, e basse concentrazioni di reagenti ponu limità a reazione elettrochimica di a superficia per via di limitazioni di trasferimentu di massa, mentre chì sta limitazione ùn esiste micca per i prucessi d'ossidazione indiretta. Durante i prucessi d'ossidazione diretti è indiretti, ponu accade reazioni secundarie chì implicanu a generazione di gas H2 o O2, ma queste reazioni secundarie ponu esse cuntrullate per mezu di a selezzione di i materiali di l'elettrodi è di u cuntrollu di u putenziale.

L'ossidazione elettrochimica hè stata trovata efficace per u trattamentu di l'acqua di scaricu cù alte concentrazioni organiche, cumposizioni cumplesse, una multitudine di sustanze refrattarie è alta culurazione. Utilizendu anodi cù attività elettrochimica, sta tecnulugia pò generà in modu efficiente radicali idrossilici altamente ossidativi. Stu prucessu porta à a decomposizione di inquinanti organici persistenti in sustanze biodegradabili non tossiche è a so mineralizazione cumpleta in cumposti cum'è u diossidu di carbonu o i carbonati.


Data di publicazione: 07 di settembre di u 2023