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

• Processo: 21/14194-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de maio de 2022
• Vigência (Término): 30 de abril de 2023
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Beneficiário: Guilherme Vilalba Fortunato
• Supervisor: Marc Ledendecker
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Local de pesquisa: Technische Universität Darmstadt (TU Darmstadt), Alemanha
• Vinculado à bolsa: 19/04421-7 - Produção e caracterização de nanocompositos 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, BP.PD
• Assunto(s): Disruptores endócrinos Eletrocatalisadores Grafenos Peróxido de hidrogênio Eletro-oxidação Tratamento de águas residuárias
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Desreguladores endócrinos | Eletrocatalisadores | Grafeno | peróxido de hidrogênio | Processos Eletroquímicos Oxidativos Avançados | Técnicas avançadas de tratamento de águas residuárias

Resumo

Nos últimos anos, a produção eletroquímica in situ de peróxido de hidrogênio (H2O2) via redução seletiva do oxigênio envolvendo dois elétrons (RRO via 2e-) tem recebido enorme atenção devido a sua ampla aplicabilidade, que abrange desde processos industriais à tecnologias de tratamento de água. No entanto, a viabilidade comercial de dispositivos de produção eletroquímica de H2O2 ainda depende do desenvolvimento de eletrocatalisadores mais ativos, seletivos e estáveis produzidos a partir de reduzidas quantidades de metais nobres. Como uma linhagem promissora de materiais eletrocatalíticos, os catalisadores contendo metais atomicamente dispersos (CADs) surgiram como uma nova classe de materiais que atingem o limite de dispersão metálica (máxima utilização do catalisador) ao mesmo tempo em que são capazes de demostrar notáveis atividade e seletividade catalítica para a RRO via 2e-. Apesar de serem muito estudos nos últimos anos, a estabilidade (eletro)química dos CADs para suportar por longo tempo as drásticas condições operacionais impostas pelos dispositivos eletroquímicos reais ainda é uma incógnita. Abordando esta problemática, o presente projeto de pesquisa propõe a síntese e aplicação de CADs baseados nos metais de transição Co, Pd, e Pd dispersos em suportes carbonáceos contendo grupos funcionais de capazes de estabilizar os centros metálicos isolados, para atuar como eletrocatalisadores eficientes para a produção eletroquímica de H2O2. A atividade e estabilidade dos eletrocatalisadores sintetizados serão investigadas em condições operacionais mais realísticas de eletroprodução de H2O2 utilizando eletrodos de difusão gasosa. Esperamos que os resultados científicos que serão gerados possam contribuir para o desenvolvimento de materiais de alto desempenho catalítico e de baixo custo, capazes de atuar em dispositivos reais, viabilizando o uso de tecnologias eletroquímicas em larga escala. (AU)