Electrochemical removal of CuII in the presence of humic acid

Abstract

The removal of CuII (10 mg L-1) complexed by commercial humic acid (100 mg L-1) was studied at different current densities (30-80 mA cm-2) using a filter-press cell, Ti/Ru0.3Ti0.7O2 anode and stainless steel cathode. The electrolyses were performed with and without membrane separating the cell compartments [(homogeneous anionic (Nafion R117), heterogeneous cationic (Ionac MC-3470) and heterogeneous anionic (Ionac MA-3475)]. The influence of the membrane on the rate of CuII removal was bigger for cationic membranes. Current efficiencies up to ca. 55% (Ionac MC-3470) for CuII removal at 30 mA cm-2 were obtained. By combining oxidation and reduction, 100% CuII removal was achieved at current efficiencies of 75%. The main path for the removal is the electrostatic interaction with the anode followed by diffusion through the membrane and deposition at the cathode. Additionally, the oxidative degradation of humic acid contributes to the rate of CuII removal.

Translated abstract

A remoção de CuII (10 mg L-1) complexado por ácido húmico comercial (100 mg L-1) foi estudada a diferentes densidades de corrente (30-80 mA cm-2) usando uma célula filtro-prensa, ânodo de Ti/Ru0.3Ti0.7O2 e cátodo de aço inoxidável. As eletrólises foram feitas com e sem membrana separando os compartimentos da célula [aniônica homogênea (Nafion R117), catiônica heterogênea (Ionac MC-3470) e aniônica heterogênea (Ionac MA-3475)]. A influência da membrana na velocidade de remoção de CuII foi maior com as catiônicas. Foi obtida eficiência de corrente de ca. 55% (Ionac MC-3470) para remoção de CuII a 30 mA cm-2. Combinando oxidação e redução, foi obtida remoção de 100% de CuII com eficiência de corrente de 75%. A etapa principal para a remoção é interação eletrostática com o ânodo, seguida pela difusão através da membrana e deposição sobre o cátodo. Adicionalmente, a degradação oxidativa de ácido húmico contribui com a velocidade de remoção de CuII.