Electrochemical Treatment of Synthetic Wastewaters Containing Alphazurine A Dye: Role of Electrode Material in the Colour and COD Removal
José L. Nava,1* Marco A. Quiroz,2 and Carlos A. Martínez–Huitle3*
1 Departamento de Química, Universidad Autónoma Metropolitana–Iztapalapa. Av. San Rafael Atlixco 186, Vicentina, 09340, México, D.F., México. *Responsible author: jlnm@xanum.uam.mx.
2 Departamento de Química y Biología, Universidad de las Américas–Puebla. Sta. Catarina Mártir, Cholula 72820, Puebla, México.
3 University of Milan, DiSTAM, Laboratory of Electrochemistry, via Celoria 2, 20133, Milan, Italy., *Responsible author: carlos.martinez@unimi.it.
]]> Received July 4, 2008
Abstract
The electrochemical oxidation of Alphazurine A (αzA) has been studied in Na2SO4 media at Ti/IrO2, Pb/PbO2 and boron–doped diamond (Si/BDD) electrodes by bulk electrolysis experiments under galvanostatic control at j = 30 and 60 mA cm–2. The obtained results have clearly shown that the electrode material plays an important role for the electrochemical incineration of azA, where Pb/PbO2 and Si/ BDD lead complete mineralization of dye, while Ti/IrO2 disfavoured such process. The complete mineralization of ±zA on Pb/PbO2 and Si/BDD is due to the production of hydroxyl radicals on these materials surfaces. Current efficiencies obtained at Ti/IrO2, Pb/PbO2 and Si/ BDD gave values of 3, 24 and 42%, for each electrode material, at 30 mA cm–2, respectively. These values were higher than those obtained at 60 mA cm–2. Energy consumption values from the electrolyses performed at 30 mA cm–2 were 254, 124 and 51 kWh m–3, for Ti/IrO2, Pb/PbO2 and Si/BDD, respectively. UV spectrometric measurements showed faster αzA elimination at the Si/BDD electrode than those obtained on Ti/IrO2 and Pb/PbO2.
Keywords: Anodic oxidation, dyes, boron doped diamond electrode, iridium dioxide electrode, lead dioxide electrode.
Resumen
Se estudió la oxidación electroquímica del colorante Alfazurina A (αzA) en medio acuoso de Na2SO4 con electrodos de Ti/IrO2, Pb/PbO2 y diamante dopado con boro (Si/BDD), a través de experimentos de electrólisis, en modo galvanostático a j = 30 y 60 mA cm–2 . Los resultados obtenidos en este trabajo mostraron que el material del electrodo desempeña un papel importante para la incineración electroquímica del colorante azA, indicando que los electrodos de Pb/PbO2 y Si/BDD permiten la completa degradación del colorante, mientras que el electrodo de Ti/IrO2 desfavorece tal proceso. La completa degradación del colorante αzA en los electrodos de Pb/PbO2 y Si/BDD fue debida a la formación de radicales hidroxilo en la superficie de estos materiales. Los valores de las eficiencias de corriente fueron de 3, 24 y 42%, para Ti/IrO2, Pb/PbO2 y Si/BDD, respectivamente, a j = 30 mA cm–2. . Estos valores fueron mayores que los obtenidos a 60 mA cm–2. Por otro lado, el consumo de energía a j = 30 mA cm–2 presentó valores de 254, 124 and 51 kWh m–3 para los electrodos de Ti/IrO2, Pb/PbO2 y Si/BDD, respectivamente. La cinética de eliminación de color empleando el electrodo de Si/BDD fue mayor que la obtenida con los electrodos de Ti/IrO2 y Pb/PbO2.
Palabras clave: Oxidación anódica, colorantes, electrodos de diamante dopados con boro, electrodo de dióxido de iridio, electrodo de dióxido de plomo.
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