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Produção e caracterização de nanocompósitos metal-grafeno ou óxido de grafeno visando a produção eletrocatalítica de peróxido de hidrogênio: uma aplicação à degradação de desreguladores endócrinos por processos eletroquímicos oxidativos avançados

Processo: 19/04421-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2019
Vigência (Término): 30 de setembro de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
Pesquisador responsável:Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
Beneficiário:Guilherme Vilalba Fortunato
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:17/10118-0 - Estudo e aplicação da tecnologia eletroquímica para a análise e a degradação de interferentes endócrinos: materiais, sensores, processos e divulgação científica, AP.TEM
Assunto(s):Peróxido de hidrogênio   Desreguladores endócrinos   Grafenos   Eletrocatalisadores

Resumo

O peróxido de hidrogênio (H2O2) desempenha um papel crítico em uma enorme variedade de aplicações industriais, comerciais e domésticas, inclusive no tratamento de águas residuais. Tecnologias de tratamento baseadas na produção eletroquímica in situ de H2O2 através da reação de redução de oxigênio (RRO) representam um caminho inteligente e ecologicamente mais adequado para lidar com esse problema ambiental. O tratamento é baseado na possibilidade de o H2O2 gerar radicais OH- altamente reativos que irão atuar na degradação oxidativa de substâncias orgânicas como pesticidas e outros agentes considerados contaminantes que promovem alterações no sistema endócrino humano e nos hormônios, os interferentes endócrinos (IEs). No entanto, um obstáculo a ser enfrentado na produção eletroquímica de H2O2 via RRO é o desenvolvimento de eficientes materiais catalisadores que reduzam seletivamente as moléculas de O2 à H2O2. Um catalisador seletivo ideal deve apresentar interação/adsorção com/de O2 suficientemente forte para que a reação possa ocorrer sem o rompimento da ligação O=O intermolecular, e sem a necessidade da aplicação de sobrepotenciais. O desempenho do catalisador influencia fortemente o custo total da tecnologia eletroquímica e, apesar dos recentes avanços conquistados pela academia, a viabilidade industrial e comercial para se produzir H2O2 eletroquimicamente ainda requer o desenvolvimento de catalisadores que sejam altamente seletivos, ativos, estáveis e economicamente viáveis. Endereçado à essa problemática, este projeto de pesquisa tem como objetivo o desenvolvimento de materiais nanocompositados do tipo metal/suporte carbônico para atuarem como eficientes catalisadores para a produção de H2O2 via RRO e, posteriormente, aplicar os materiais em processos eletroquímicos para a degradação de IEs.