Desenvolvimento, avaliação, aplicação e estudo teórico de materiais avançados para a degradação eletroquímica de poluentes emergentes

• Processo: 24/11134-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2024
• Situação: Interrompido
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária
• Pesquisador responsável: Mauro Coelho dos Santos
• Beneficiário: Juliana Mendonça Silva de Jesus
• Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Santo André , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/12895-1 - Processos avançados para a degradação de poluentes emergentes: materiais catalíticos, sensores eletroanalíticos e divulgação científica, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/13746-8 - Eletrodos de difusão gasosa à base de carbono para eletrogeração in situ de H2O2 acoplada à eletrodiálise para tratar micropoluentes e recuperar ácidos de valor agregado, BE.EP.PD
• Assunto(s): Tratamento de águas residuárias Processos oxidativos avançados Degradação eletroquímica Contaminantes emergentes Carbono Materiais nanoestruturados Eletroquímica ambiental
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: carbono | contaminantes emergentes | Eletroquímica Ambiental | Materiais nanoestruturados | Processos Eletroquímicos de Oxidação Avançada | Técnicas Avançadas de Tratamento de Efluentes | Tratamento de águas residuarias por processos eletroquímicos de oxidação avançada

Resumo

1. Síntese de materiais avançados e sua aplicação (materiais nanoestruturados de baixo custo, contendo nióbio, cério, níquel, ferro e cobalto) na eletrogeração de H2O2, fazendo inicialmente a preparação e caracterização. A preparação envolverá métodos como hidrotérmicos, sol-gel, precursores poliméricos, solvotérmicos e decomposição térmica. A caracterização físico-química será realizada com as técnicas de difração de raios-X (DRX), microscopias eletrônicas de varredura (MEV) e de transmissão (HRTEM), espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS), espectroscopia Raman e ângulo de contato. A caracterizaçãoeletroquímica será realizada por voltametrias cíclica, de varredura de varredura linear em sistemas disco-anel rotatório, onde a porcentagem de peróxido de hidrogênio gerado e o número de elétrons transferidos será medida 2. Paralelamente ao item 1 será feito um estudo com diferentes superfícies (incluindo as elencadas acima) para o estudo da reação de redução de oxigênio via 2 elétrons usando para isso a metodologia de DFT com eletrodo padrão de hidrogênio. Este estudo visa entender quais superfícies são mais adequadas para a eletrogeração de peróxido de hidrogênio de um ponto de vista teórico levando em conta a estabilidade (termodinâmica) dos intermediários produzidos e a interação adsorbato e superfície.23. O H2O2 eletrogerado (usando os materiais e superfícies elencadas em 1 e 2) será produzido em célula eletroquímica de bancada ou em reator de fluxo com cátodos de difusão gasosa com ou sem a presença dos modificadores constituídos de materiais avançados.4. Aplicação dos EDGs modificados com a utilização de anodos de diamante dopado com boro, platina ou eletrodos fotoeletrocatalíticos em processos eletroquímicos oxidativos avançados (PEOA) para a degradação de compostos orgânicos (poluentes emergentes).Avaliação da eficiência desses processos e a identificação de subprodutos de degradação.5. Preparação de Relatórios Científicos, artigos para a submissão em periódicos com seletiva política editorial e trabalhos para a apresentação em congressos e nacionais e internacionais. (AU)