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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

Processo: 19/04421-7
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2019
Data de Término da vigência: 31 de julho de 2023
Área de conhecimento:Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
Pesquisador responsável:Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
Beneficiário:Guilherme Vilalba Fortunato
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):21/14194-8 - 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, BE.EP.PD
Assunto(s):Peróxido de hidrogênio   Disruptores endócrinos   Grafenos   Eletrocatalisadores
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Desreguladores endócrinos | Eletrocatalisadores | Grafeno | peróxido de hidrogênio | Processos Eletroquímicos Oxidativos Avançados | reação de redução do oxigênio | Técnicas avançadas de tratamento de águas residuárias

Resumo

O peróxido de hidrogênio (H2O2) desempenha um papel crítico em uma enorme variedade de aplicações industriais, comerciais e domésticas, inclusive no tratamento de águas residuais. Tecnologias de tratamento baseadas na produção eletroquímica in situ de H2O2 através da reação de redução de oxigênio (RRO) representam um caminho inteligente e ecologicamente mais adequado para lidar com esse problema ambiental. O tratamento é baseado na possibilidade de o H2O2 gerar radicais OH- altamente reativos que irão atuar na degradação oxidativa de substâncias orgânicas como pesticidas e outros agentes considerados contaminantes que promovem alterações no sistema endócrino humano e nos hormônios, os interferentes endócrinos (IEs). No entanto, um obstáculo a ser enfrentado na produção eletroquímica de H2O2 via RRO é o desenvolvimento de eficientes materiais catalisadores que reduzam seletivamente as moléculas de O2 à H2O2. Um catalisador seletivo ideal deve apresentar interação/adsorção com/de O2 suficientemente forte para que a reação possa ocorrer sem o rompimento da ligação O=O intermolecular, e sem a necessidade da aplicação de sobrepotenciais. O desempenho do catalisador influencia fortemente o custo total da tecnologia eletroquímica e, apesar dos recentes avanços conquistados pela academia, a viabilidade industrial e comercial para se produzir H2O2 eletroquimicamente ainda requer o desenvolvimento de catalisadores que sejam altamente seletivos, ativos, estáveis e economicamente viáveis. Endereçado à essa problemática, este projeto de pesquisa tem como objetivo o desenvolvimento de materiais nanocompositados do tipo metal/suporte carbônico para atuarem como eficientes catalisadores para a produção de H2O2 via RRO e, posteriormente, aplicar os materiais em processos eletroquímicos para a degradação de IEs.

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Publicações científicas (23)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
CHOI, JI SIK; FORTUNATO, GUILHERME, V; MALINOVIC, MARKO; KOH, EZRA S.; AYMERICH-ARMENGOL, RAQUEL; SCHEU, CHRISTINA; WANG, HUIZE; HUTZLER, ANDREAS; HOFMANN, JAN P.; LANZA, MARCOS R. V.; et al. Decoding systematic effects and mass transport in H2O2 production via Aux/C ORR electrocatalysis. NANO ENERGY, v. 137, p. 10-pg., . (19/04421-7, 21/14194-8, 22/12895-1)
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FORTUNATO, GUILHERME, V; BEZERRA, LETICIA S.; CARDOSO, EDUARDO S. F.; KRONKA, MATHEUS S.; SANTOS, ALEXSANDRO J.; GRECO, ANDERSON S.; JUNIOR, JORGE L. R.; LANZA, MARCOS R., V; MAIA, GILBERTO. Using Palladium and Gold Palladium Nanoparticles Decorated with Molybdenum Oxide for Versatile Hydrogen Peroxide Electroproduction on Graphene Nanoribbons. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. 14, n. 5, p. 17-pg., . (14/50945-4, 17/23464-3, 19/20634-0, 17/10118-0, 19/04421-7)
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RODRIGUES, CLAUBER DALMAS; BEZERRA, LETICIA S.; CARDOSO, EDUARDO S. F.; FORTUNATO, GUILHERME V.; BORUAH, PURNA K.; DAS, MANASH R.; LANZA, MARCOS R. V.; MAIA, GILBERTO. Using coupled Ni and Zn oxides based on ZIF8 as efficient electrocatalyst for OER. Electrochimica Acta, v. 435, p. 13-pg., . (19/04421-7, 17/10118-0, 14/50945-4, 17/23464-3)
FORTUNATO, GUILHERME, V; PIZZUTILO, ENRICO; KATSOUNAROS, IOANNIS; GOEHL, DANIEL; LEWIS, RICHARD J.; MAYRHOFER, KARL J. J.; HUTCHINGS, GRAHAM J.; FREAKLEY, SIMON J.; LEDENDECKER, MARC. Analysing the relationship between the fields of thermo- and electrocatalysis taking hydrogen peroxide as a case study COMMENT. NATURE COMMUNICATIONS, v. 13, n. 1, p. 7-pg., . (19/04421-7, 17/10118-0)
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FORTUNATO, V, GUILHERME; PIZZUTILO, ENRICO; CARDOSO, EDUARDO S. F.; LANZA, V, MARCOS R.; KATSOUNAROS, IOANNIS; FREAKLEY, SIMON J.; MAYRHOFER, KARL J. J.; MAIA, GILBERTO; LEDENDECKER, MARC. The oxygen reduction reaction on palladium with low metal loadings: The effects of chlorides on the stability and activity towards hydrogen peroxide. JOURNAL OF CATALYSIS, v. 389, p. 400-408, . (19/04421-7, 17/10118-0)
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