Estudo computacional de estruturas de carbono amorfo modificadas com nanopartículas de óxidos metálicos para eletrogeração de peróxido de hidrogênio

• Processo: 20/03166-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 30 de agosto de 2021
• Vigência (Término): 29 de agosto de 2022
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Beneficiário: Michell de Oliveira Almeida
• Supervisor: Francesc Illas Riera
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Local de pesquisa: Universitat de Barcelona (UB), Espanha
• Vinculado à bolsa: 18/19103-8 - Estudo Computacional das Propriedades Eletroquímicas Relacionadas com a Degradação de Interferentes Endócrinos, BP.PD
• Assunto(s): Teoria do funcional da densidade Disruptores endócrinos Peróxido de hidrogênio Química teórica Tratamento de águas residuárias
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dft | Interferentes Endócrinos | Materiais de carbono | Nanopartículas de óxidos metálicos | peróxido de hidrogênio | Química Teórica | Técnicas avançadas de tratamento de águas residuárias

Resumo

Este projeto propõe o uso de técnicas de química computacional para simular estruturas de carbono amorfo na forma quimicamente pura, bem como modificadas por óxidos metálicos. Além da simulação desses materiais de carbono, a eletrogeração de peróxido de hidrogênio (H2O2) a partir destas estruturas também será avaliada. Sendo assim, metodologias de química teórica utilizando formalismo da teoria do funcional da densidade serão utilizadas para os seguintes propósitos: (I) construção e otimização geométrica de estruturas de carbono amorfo (puras e modificadas por óxidos metálicos); (II) análise de estabilidade relativa com base nos valores de energia calculados de diferentes materiais de carbono; (III) estudos da eletrogeração de H2O2 a partir de materiais de carbono, computando as energias de adsorção das espécies-chave e as barreiras de reação, conforme necessário. Este último passo visa colaborar com o grupo experimental coordenado pelo Prof. Marcos Lanza, pois a partir dos métodos teóricos é possível verificar os materiais de carbono que podem auxiliar na geração de H2O2. O estudo das formas de eletrogeração de H2O2 é importante na análise da degradação de interferentes endócrinos, pois gera radical hidroxila, uma espécie reativa capaz de degradar poluentes orgânicos. Também será analisado o caráter eletrônico da reação de eletrogeração de H2O2 utilizando as cargas de Bader, que serão calculadas para determinar os possíveis sítios de reação envolvidos na eletrogeração de H2O2. (AU)