Síntese, caracterização e estudo da atividade eletrocatalítica de nanopartículas do tipo Fe3-xVxO4 (0dxd0,04), aplicadas no processo de reação de redução do oxigênio para eletrogeração de H2O2.

• Processo: 22/14068-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Vigência (Início): 01 de dezembro de 2022
• Vigência (Término): 30 de junho de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
• Pesquisador responsável: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Beneficiário: Oswaldo Costa Junior
• 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
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/01354-5 - Estudo da co-eletrogeração de peróxido de hidrogênio e percarbonato em meio bicarbonato por eletrodos de difusão gasosa modificados com nanopartículas de Fe2O3 em um reator de duplo cátodo, BE.EP.IC
• Assunto(s): Eletrocatalisadores Óxido ferroso-férrico Oxirredução Vanádio
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Eletrocatalisadores | Eletrogeração de H2O2 | Magnetita | Nanopartíuclas | Reação de Redução de Oxigênio | Vanádio | Eletroquímica analítica

Resumo

A reação de redução do oxigênio (RRO) para eletrogeração do peróxido de hidrogênio (H2O2) é foco de interesse das pesquisas eletroquímicas a anos devido a ampla utilização deste composto como material oxidante em diversos procedimentos por possuir elevado potencial de redução de +1,77 V. Contudo, a utilização dos processos de RRO continuam a ser um desafio devido à sua complexidade cinética e alta demanda energética, acarretando grandes custos operacionais. Visando suprir essas desvantagens, surge a necessidade do estudo da influência de novos materiais eletrocatalisadores para a utilização nestes processos, a fim de tornar o procedimento economicamente viável, diminuindo os custos e aumentando a seletividade da eletrogeração de H2O2. Com este intuito, o presente projeto propõe a síntese de novos nanomateriais baseados em nanopartículas (NPs) do tipo Fe3-xVxO4 (0dxd0,04), ancorados na superfície do carbono Printex L6 (CPL6) para aplicação como eletrocatalisadores no processo de RRO para produção de H2O2 in situ. Inicialmente será avaliada a eletrogeração de H2O2 utilizando como eletrólito suporte solução de K2SO4 0,1 mol L-1 em meio alcalino (pH 9,0) e ácido (pH 2,5) por meio de um sistema de três eletrodos, sendo o eletrodo de referência de Ag |AgCl, Contra-eletrodo de platina e como eletrodo de trabalho o eletrodo de disco-anel rotatório (RRDE) onde os nanomateriais sintetizados serão depositados formando uma microcamada. Posteriormente serão avaliados estes eletrocatalisadores utilizando o eletrodo de difusão gasosa (EDG) confeccionado com tecido de carbono, CPL6 e as NPs propostas por este projeto, a fim de quantificar a eletrogeração de H2O2, assim como, avaliar os parâmetros que mais influenciam neste processo, como pH e densidade de corrente aplicada.