Using carbon black modified with Nb2O5 and RuO2 for enhancing selectivity toward H2O2 electrogeneration

Autor(es)

Valim, Ricardo B. ^{[1, 2]} ; Trevelin, Leandro C. ^[2] ; Sperandio, Daniel C. ^[1] ; Carneiro, Jussara F. ^[2] ; Santos, Mauro C. ^[3] ; Rodrigues, Liana A. ^[1] ; Rocha, Robson S. ^[1] ; Lanza, V, Marcos R.

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Lorena Sch Engn, Estr Municipal Campinho Sn, BR-12602810 Lorena, SP - Brazil

^[2] V, Univ Sao Paulo, Sao Carlos Inst Chem, Av Trabalhador Sao Carlense 400, BR-13560970 Sao Carlos, SP - Brazil

^[3] Fed Univ ABC, Lab Electrochem & Nanostruct Mat, Ctr Nat & Human Sci, Rua Santa Adelia 166, BR-09210170 Santo Andre, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: JOURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING; v. 9, n. 6 DEC 2021.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

The present study investigates the modification of carbon black with ruthenium and niobium oxides and the application of the modified carbon material for the electrogeneration of hydrogen peroxide via oxygen reduction reaction. The modified carbon materials were characterized electrochemically using the porous microlayer technique on rotating ring-disc electrode. The modification of amorphous carbon black with 5.0% Ru05Nb95O (5.0% Ru05Nb95O/C) contributed to the enhancement of selectivity toward H2O2 electrogeneration, with current efficiency of 84.6% and a shift in potential of - 0.300 V. The most efficient material (5.0% Ru05Nb95O/C) was characterized by X-ray absorption spectroscopy, X-ray fluorescence and scanning electron microscopy. The application of gas diffusion electrodes for H2O2 generation in acid medium yielded 281.6 mg L-1 of H2O2 in 120 min of experiment at current density of 100 mA cm(-2). The concentration of H2O2 electrogenerated on the modified carbon material was 33.6% higher compared to the concentration electrogenerated on the unmodified carbon material (210.8 mg L-1) under the same experimental conditions. (AU)

• Processo FAPESP: 11/14314-1 - Estudo da modificação de eletrodos de difusão gasosa com catalisadores redox para a eletrogeração de peróxido de hidrogênio (H2O2) in situ
• Beneficiário: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 17/10118-0 - Estudo e aplicação da tecnologia eletroquímica para a análise e a degradação de interferentes endócrinos: materiais, sensores, processos e divulgação científica
• Beneficiário: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 16/12597-0 - Produção de eletrodos de difusão gasosa modificados com óxidos bimetálicos de Nb, Mo, Pd ou Zr para a produção de H2O2 in situ
• Beneficiário: Leandro Cesar Trevelin
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 18/10492-1 - Desenvolvimento e avaliação de heterojunções semicondutor/ZnO/xerogel de carbono na fotodegradação de 4-clorofenol em reator de leito fluidizado e em reator em batelada
• Beneficiário: Liana Alvares Rodrigues
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 19/00239-0 - "Síntese e caracterização de novos eletrocatalisadores para a eletrogeração de peróxido de hidrogênio"
• Beneficiário: Jussara Fernandes Carneiro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 13/16690-6 - Estudo da degradação dos antibióticos amoxicilina e ampicilina utilizando eletrodos de difusão gasosa modificados com quinonas (2-terc-butil-9,10-antraquinona e 2-etil-9,10-antraquinona)
• Beneficiário: Fernando Lindo Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 13/02762-5 - Desenvolvimento de tecnologias de prevenção à poluição: degradação e monitoramento on-line de antibióticos em esgotos
• Beneficiário: Robson da Silva Rocha
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 14/50945-4 - INCT 2014: Instituto Nacional de Tecnologias Alternativas para Detecção, Avaliação Toxicológica e Remoção de Micropoluentes e Radioativos
• Beneficiário: Maria Valnice Boldrin
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático