Pesquisa da Universidade de Tecnologia de Harbin, na China, descobre que processo de peroxona atinge 67% de rendimento de radicais hidroxila

De acordo com pt.wedoany.com-Uma pesquisa da Universidade de Tecnologia de Harbin revelou que a eficiência química do processo de peroxona, amplamente utilizado no tratamento de água, pode ter sido subestimada por muito tempo. A equipe de pesquisa descobriu que o rendimento estável de radicais hidroxila nesse processo é de aproximadamente 67%, sendo a transferência de elétrons uma das principais vias de iniciação, fornecendo uma nova base teórica para a otimização do desempenho das instalações de tratamento existentes.

O tratamento de água é um dos pilares essenciais que sustentam a operação urbana, a produção industrial e as redes logísticas. Com o crescimento populacional e o aumento dos padrões ambientais, as operadoras de tratamento precisam remover mais poluentes consumindo menos recursos. Os processos de oxidação avançada têm atraído grande atenção por destruírem poluentes diretamente por meios químicos, sendo o ozônio uma das ferramentas de tratamento mais comuns. A introdução de peróxido de hidrogênio no tratamento com ozônio, formando o processo de peroxona, é considerada um dos sistemas de oxidação avançada mais maduros. No entanto, a diferença entre o mecanismo químico desse processo e as hipóteses de engenharia tem dificultado a otimização precisa das condições de tratamento pelas operadoras.

A equipe de pesquisa do Laboratório Nacional de Recursos Hídricos Urbanos e Meio Ambiente Aquático da Universidade de Tecnologia de Harbin, composta por Yishi Wang (王一石), Wei Qiu (邱伟), Yongbo Yu (于永波) e Jun Ma (马军), publicou seu estudo na revista Environmental Science and Ecotechnology. Através da combinação de experimentos de captura de radicais, experimentos competitivos e modelagem química quântica, eles reexaminaram o mecanismo de iniciação da química da peroxona.

Os pesquisadores utilizaram atrazina e ácido p-clorobenzóico como indicadores para avaliar a atividade dos radicais hidroxila durante o processo de tratamento. O estudo mostrou que, em condições neutras, a introdução de peróxido de hidrogênio fornece uma via mais confiável para a geração de radicais hidroxila. Através de experimentos de captura completa com terc-butanol e dimetilsulfóxido, a equipe determinou que o rendimento estável de radicais hidroxila no processo O₃/H₂O₂ é de aproximadamente 67%. A análise química quântica revelou que, quando o íon hidroperóxido participa da reação, as duas vias concorrentes de transferência de átomos de oxigênio e transferência de elétrons têm taxas semelhantes. A identificação da transferência de elétrons como o principal mecanismo de iniciação explica por que os modelos anteriores não conseguiam refletir completamente o desempenho real do tratamento.

O estudo aponta que medir apenas a decomposição do ozônio não é suficiente para avaliar completamente o desempenho do tratamento. Os resultados da pesquisa fornecem aos engenheiros estratégias mais precisas para a dosagem de oxidantes, ajudando a otimizar as condições de tratamento e melhorar a eficiência em condições variáveis de qualidade da água. O estudo também relaciona as observações experimentais com a teoria de transferência de elétrons de Marcus, fornecendo suporte teórico para o aprimoramento de modelos preditivos de tratamento.