Estudo da degradação dos agrotóxicos paraquat, metam-sódico e carbaril via Processos Oxidativos Avançados Eletroquímicos (POAE) utilizando eletrodos de difusão gasosa modificados com óxidos bimetálicos

• Processo: 17/23464-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Beneficiário: Matheus Schiavon Kronka
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 14/50945-4 - INCT 2014: Instituto Nacional de Tecnologias Alternativas para Detecção, Avaliação Toxicológica e Remoção de Micropoluentes e Radioativos, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 21/10973-2 - Aplicação de um novo eletrodo de difusão gasosa para remoção de terbutilazina por processos oxidativos avançados eletroquímicos usando um reator solar em escala piloto, BE.EP.DD
• Assunto(s): Eletroquímica Agrotóxicos Paraquat Carbaril Processos oxidativos avançados Óxidos Cromatografia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Degradação de Agrotóxicos | Eletrodos de Difusão Gasosa | Eletroquímica Ambiental | Eletroquímica Aplicada | Técnicas avançadas para o tratamento de efluentes

Resumo

A poluição das águas superficiais e o descarte de efluentes agrícolas contaminados por compostos orgânicos recalcitrantes é um grande problema ambiental presente em muitos países do mundo, inclusive no Brasil. Diante desse cenário, observa-se a necessidade do desenvolvimento de novas tecnologias para o tratamento de efluentes contaminados, como é o caso dos Processos Oxidativos Avançados (POA). Alguns dos POAs utilizam o peróxido de hidrogênio (H2O2) como precursor do radical hidroxila (*OH) e que pode ser gerado in situ pela Reação de Redução do O2 (RRO) utilizando Eletrodos de Difusão Gasosa (EDG). Neste projeto de pesquisa serão sintetizados e caracterizados óxidos bimetálicos (La, Nb, Hf e Zr) incorporados a matriz de carbono Printex 6L para atuarem como catalisadores para a geração de H2O2. Estudos realizados com óxidos dos metais citados resultaram tanto no aumento da geração de H2O2 quanto na diminuição do potencial em que a redução do O2 ocorre, sendo promitentes para o estudo do sinergismo entre eles (óxidos bimetálicos) como eletrocatalisadores da RRO, neste trabalho. Os materiais mais promissores serão utilizados para confecção de eletrodos tipo EDG, que posteriormente serão aplicados na degradação dos pesticidas paraquat, metam-sódico e carbaril em uma célula de bancada e em reator eletroquímico de fluxo. Os POAs utilizados serão o eletro-Fenton, fotoeletro-Fenton e H2O2/UV. O monitoramento da degradação será avaliado utilizando cromatográfica líquida de alta eficiência (HPLC), cromatografia líquida acoplada com espectrometria de massas (LC-MS), teor de carbono orgânico total (TOC), cromatografia iônica (IC) e ensaios de ecotoxicidade. (AU)

Publicações científicas

(14)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

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DOS SANTOS, ALEXSANDRO J.; FAJARDO, ANA S.; KRONKA, MATHEUS S.; GARCIA-SEGURA, SERGI; LANZA, V, MARCOS R.. Effect of electrochemically-driven technologies on the treatment of endocrine disruptors in synthetic and real urban wastewater. Electrochimica Acta, v. 376, APR 20 2021. (19/20634-0, 18/22211-7, 17/23464-3, 18/22022-0, 17/10118-0, 18/22210-0, 14/50945-4)

KRONKA, MATHEUS S.; SILVA, FERNANDO L.; MARTINS, ALYSSON S.; ALMEIDA, MICHELL O.; HONORIO, KATHIA M.; LANZA, MARCOS R. V.. Tailoring the ORR selectivity for H2O2 electrogeneration by modification of Printex L6 carbon with 1,4-naphthoquinone: a theoretical, experimental and environmental application study. MATERIALS ADVANCES, v. 1, n. 5, p. 1318-1329, AUG 1 2020. (14/50945-4, 15/14669-5, 17/23464-3, 17/10118-0)

MARQUES CORDEIRO-JUNIOR, PAULO JORGE; KRONKA, MATHEUS SCHIAVON; GOULART, LORENA ATHIE; VERISSIMO, NATHALIA CAROLINA; MASCARO, LUCIA HELENA; DOS SANTOS, MAURO COELHO; BERTAZZOLI, RODNEI; DE VASCONCELOS LANZA, MARCOS ROBERTO. Catalysis of oxygen reduction reaction for H2O2 electrogeneration: The impact of different conductive carbon matrices and their physicochemical properties. JOURNAL OF CATALYSIS, v. 392, p. 56-68, DEC 2020. (16/08760-2, 16/01937-4, 17/10118-0, 16/19612-4, 14/50945-4, 17/23464-3, 11/14314-1)

FORTUNATO, GUILHERME, V; BEZERRA, LETICIA S.; CARDOSO, EDUARDO S. F.; KRONKA, MATHEUS S.; SANTOS, ALEXSANDRO J.; GRECO, ANDERSON S.; JUNIOR, JORGE L. R.; LANZA, MARCOS R., V; MAIA, GILBERTO. Using Palladium and Gold Palladium Nanoparticles Decorated with Molybdenum Oxide for Versatile Hydrogen Peroxide Electroproduction on Graphene Nanoribbons. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. 14, n. 5, p. 17-pg., 2022-01-26. (14/50945-4, 17/23464-3, 19/20634-0, 17/10118-0, 19/04421-7)

DOS SANTOS, ALEXSANDRO J.; KRONKA, MATHEUS S.; FORTUNATO, V, GUILHERME; LANZA, V, MARCOS R.. Recent advances in electrochemical water technologies for the treatment of antibiotics: A short review. CURRENT OPINION IN ELECTROCHEMISTRY, v. 26, APR 2021. (19/04421-7, 17/10118-0, 14/50945-4, 19/20634-0, 17/23464-3)

RODRIGUES, CLAUBER DALMAS; BEZERRA, LETICIA S.; CARDOSO, EDUARDO S. F.; FORTUNATO, GUILHERME V.; BORUAH, PURNA K.; DAS, MANASH R.; LANZA, MARCOS R. V.; MAIA, GILBERTO. Using coupled Ni and Zn oxides based on ZIF8 as efficient electrocatalyst for OER. Electrochimica Acta, v. 435, p. 13-pg., 2022-10-20. (19/04421-7, 17/10118-0, 14/50945-4, 17/23464-3)

SANTOS, GESSICA O. S.; CORDEIRO-JUNIOR, PAULO JORGE M.; SANCHEZ-MONTES, ISAAC; SOUTO, ROBSON S.; KRONKA, MATHEUS S.; LANZA, MARCOS R. V.. Recent advances in H2O2 electrosynthesis based on the application of gas diffusion electrodes: Challenges and opportunities. CURRENT OPINION IN ELECTROCHEMISTRY, v. 36, p. 13-pg., 2022-12-01. (16/19612-4, 20/07351-7, 17/23464-3, 20/02743-4, 17/10118-0)

V. FORTUNATO, GUILHERME; KRONKA, MATHEUS S.; CARDOSO, EDUARDO S. F.; DOS SANTOS, ALEXSANDRO J.; ROVEDA JR, ANTONIO C.; LIMA, FABIO H. B.; LEDENDECKER, MARC; MAIA, GILBERTO; LANZA, MARCOS R. V.. A comprehensive comparison of oxygen and nitrogen functionalities in carbon and their implications for the oxygen reduction reaction. JOURNAL OF CATALYSIS, v. 413, p. 14-pg., 2022-08-20. (14/50945-4, 17/23464-3, 19/20634-0, 19/22183-6, 17/10118-0, 19/04421-7, 21/13985-1)

FORTUNATO, V, GUILHERME; KRONKA, MATHEUS S.; DOS SANTOS, ALEXSANDRO J.; LEDENDECKER, MARC; LANZA, V, MARCOS R.. Low Pd loadings onto Printex L6: Synthesis, characterization and performance towards H2O2 generation for electrochemical water treatment technologies. Chemosphere, v. 259, NOV 2020. (14/50945-4, 17/10118-0, 19/04421-7, 17/23464-3, 19/20634-0)

KRONKA, MATHEUS S.; FORTUNATO, GUILHERME V.; MIRA, LETICIA; DOS SANTOS, ALEXSANDRO J.; LANZA, MARCOS R. V.. Using Au NPs anchored on ZrO2/carbon black toward more efficient H2O2 electrogeneration in flow-by reactor for carbaryl removal in real wastewater. CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, v. 452, p. 14-pg., 2023-01-15. (19/20634-0, 17/23464-3, 14/50945-4, 17/10118-0, 19/04421-7)

DOS SANTOS, ALEXSANDRO J.; FORTUNATO, V, GUILHERME; KRONKA, MATHEUS S.; VERNASQUI, LAIS G.; FERREIRA, NEIDENEI G.; LANZA, V, MARCOS R.. Electrochemical oxidation of ciprofloxacin in different aqueous matrices using synthesized boron-doped micro and nano-diamond anodes. Environmental Research, v. 204, n. A, MAR 2022. (17/10118-0, 19/20634-0, 14/50945-4, 19/04421-7, 17/23464-3, 19/00592-1)

DA COSTA, ALINE J. M.; KRONKA, MATHEUS S.; CORDEIRO-JUNIOR, PAULO J. M.; FORTUNATO, GUILHERME V.; DOS SANTOS, ALEXSANDRO J.; LANZA, MARCOS R. V.. Treatment of Tebuthiuron in synthetic and real wastewater using electrochemical flow-by reactor. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 882, FEB 1 2021. (16/25831-0, 17/23464-3, 19/04421-7, 16/19612-4, 17/10118-0, 19/20634-0, 14/50945-4)

VERNASQUI, LAIS G.; DOS SANTOS, ALEXSANDRO J.; FORTUNATO, GUILHERME V.; KRONKA, MATHEUS S.; BARAZORDA-CCAHUANA, HARUNA L.; FAJARDO, ANA S.; FERREIRA, NEIDENEI G.; LANZA, MARCOS R. V.. Highly porous seeding-free boron-doped ultrananocrystalline diamond used as high-performance anode for electrochemical removal of carbaryl from water. Chemosphere, v. 305, p. 9-pg., 2022-06-30. (19/20634-0, 14/50945-4, 19/00592-1, 21/07615-7, 17/23464-3, 17/10118-0, 19/04421-7)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

KRONKA, Matheus Schiavon. Novas perspectivas para catalisadores à base de carbono modificado configurados como eletrodos de difusão gasosa para a produção eficiente de H2O2 em processos de tratamento de efluentes: uma abordagem de. 2023. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Química de São Carlos (IQSC/BT) São Carlos.