Investigation of the influence of the anode composition of DSA-type electrodes on the electrocatalytic oxidation of phenol in neutral medium

In this paper, phenol oxidation was used as a probe reaction to carry out a systematic investigation of the electrocatalytic activity of DSA-type anodes with nominal compositions equal to Ti/Ru0.3M0.7O2 and Ti/Ir0.7M0.3O2 (M = Ti and Sn) in 1.0 mol L-1 NaClO4. Under CV conditions, phenol oxidation favors polymerization that completely blocks the electrode activity after few cycles independently of the anode material. The following intrinsic catalytic efficiency was observed under CV conditions: Ti/Ru0.3Ti0.7O2 >> Ti/Ru0.3Sn0.7O2 > Ti/Ir0.7Ti0.3O2 > Ti/Ir0.7Sn0.3O2. However, electrolysis experiments (i = 40/80 mA cm-2) run in laboratory-scale showed that the proper choice of anode material can improve the yields of CO2 as final product. HPLC and TOC techniques were used in order to quantify the electrode efficiency. It is important to emphasize that all anodes presented good ability to oxidize the phenolic portion, and a TOC reduction as high as 80% was observed for the Ti/Ru0.3Ti0.7O2 electrode. Benzoquinone formed in the beginning of the electrolysis is continuously oxidized as the reaction proceeds. Malic, tartaric and malonic acids were also identified as other by-products of phenol oxidation.Neste trabalho a oxidação do fenol foi utilizada como reação modelo para estabelecer uma investigação sistemática da atividade eletrocatalítica de ânodos do tipo ADE com composição nominal Ti/Ru0,3M0,7O2 e Ti/Ir0,7M0.3O2 (M = Ti and Sn) em NaClO4 1,0 mol L-1. Nas condições de VC a oxidação do fenol, independente do material anódico, favorece a polimerização e bloqueia completamente a atividade do eletrodo após poucos ciclos voltamétricos. A seguinte atividade catalítica intrínseca é observada nas condições voltamétricas: Ti/Ru0,3Ti0,7O2 >> Ti/Ru0,3Sn0,7O2 > Ti/Ir0,7Ti0,3O2 > Ti/Ir0,7Sn0,3O2. Entretanto, experimentos de eletrólise (i = 40/80 mA cm-2) realizados em escala laboratorial mostraram que a escolha apropriada do material anódico pode aumentar consideravelmente a quantidade de CO2 como produto final da eletrólise. Técnicas de CLAE e COT foram utilizadas para quantificar os produtos formados durante as eletrólises. Os materiais anódicos investigados mostraram boa habilidade de oxidação do fenol, redução do COT de 80% foi atingida para o eletrodo de composição Ti/Ru0,3Ti0,7O2. A benzoquinona formada na primeira hora de eletrólise é consumida gradativamente com o progresso da reação. Ácidos málico, maleico e malônico também foram identificados como sub-produtos da oxidação do fenol