Estudo e desenvolvimento de materiais nanoestruturados baseados em Ce e V para a eletrossíntese de peróxido de hidrogênio in situ

Resumo

Este projeto tem por objetivo o desenvolvimento e a caracterização de materiais nanoestruturados (MN) baseados em Ce e V para aplicação como eletrocatalisadores na eletrogeração de peróxido de hidrogênio, uma espécie de grande interesse para as técnicas avançadas de degradação de poluentes orgânicos. Os MN compostos de óxidos de cério e vanádio suportados em carbono de alta área superficial serão empregados na reação de redução de oxigênio para obtenção de peróxido de hidrogênio in situ, sendo que estes estudos serão primeiramente realizados utilizando-se o eletrodo de disco-anel rotatório para verificar o eletrocatalisador de melhor atividade catalítica na produção de H2O2 para posterior emprego do material escolhido em células eletroquímicas para degradação de um importante poluente orgânico o fenol. O material nanoestruturado será preparado pelo método dos precursores poliméricos. O MN assim obtido será posteriormente comparado com um material massivo, com maior tamanho de partícula, por meio da utilização de óxidos de cério e vanádio comerciais. Os materiais serão caracterizados por diferentes técnicas físicas, tais como a difração de raios-x (DRX), espectroscopia fotoeletrônica de raios-x (XPS) e microscopia eletrônica de transmissão (MET) onde serão avaliados aspectos como o tamanho de partícula, fases e formação das nanoestruturas. O comportamento eletroquímico e a atividade catalítica do material serão analisados com o eletrodo de disco-anel rotatório utilizando a reação de redução de oxigênio sendo a cinética da reação acompanhada por meio de curvas de polarização em estado estacionário e gráficos de Koutech-Levich. A eletrosíntese de H2O2 e a degradação do fenol serão realizadas em célula eletroquímica via eletrólise, sendo os estudos de quantificação dados por espectrofotometria de UV-Vis e por Cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE).