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Eletrocatalisadores para reação de redução do 'O IND.2' visando a produção eletroquímica de 'H IND.2''O IND.2': síntese e caracterização de óxidos metálicos nanoestruturados ('Ta IND.2''O IND.5', Mo'O IND.3', 'Nb IND.2''O IND.5' ou Zr'O IND.2') incorporados em carbono Printex 6L e em grafeno (2015)

  • Authors:
  • Autor USP: CARNEIRO, JUSSARA FERNANDES - IQSC
  • Unidade: IQSC
  • Assunto: CATÁLISE
  • Language: Português
  • Abstract: O uso do peróxido de hidrogênio eletrogerado in situ em Processos Oxidativos Avançados (POAs) é um promissor método para o tratamento de efluentes orgânicos. Neste contexto, o desenvolvimento de materiais mais eficientes para viabilizar a reação de redução do oxigênio (RRO) pelo mecanismo envolvendo a transferência de dois elétrons ainda é de grande importância. O presente estudo objetiva a obtenção e a avaliação da atividade catalítica de nanopartículas de óxidos metálicos, Ta2O5, MoO3, Nb2O5 ou ZrO2, incorporadas em carbono Printex 6L e em grafeno no estudo da redução do oxigênio visando a eletrogeração de peróxido de hidrogênio. A caracterização morfológica e microestrutural desses materiais foi investigada por difração de raios X, microscopia eletrônica de transmissão e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X. O mecanismo da RRO foi analisado pela técnica do eletrodo de disco-anel rotatório. O carbono Printex 6L apresentou uma eficiência de corrente para a eletrogeração de H2O2 (I(H2O2)%) igual a 65,3% em K2SO4 0,1 mol L-1 (pH =2). Após o tratamento térmico desse substrato pelo método dos precursores poliméricos, a eficiência de corrente aumentou 17,1%, ou seja, I(H2O2)% igual a 76,5%. A modificação do carbono Printex 6L com nanopartículas cristalinas de Ta2O5, MoO3, Nb2O5 ou ZrO2 deslocou o potencial de meia-onda para a RRO para valores menos negativos e aumentou a I(H2O2)%. O Nb2O5/C apresentou a maior I(H2O2)%, 87,1%, enquanto o ZrO2/C deslocou o potencial em 137 mV. O estudo comparativo entre três substratos de carbono para a redução do oxigênio, revelou que o óxido de grafeno reduzido apresentou maior atividade para a RRO comparado ao óxido de grafeno e ao carbono Printex 6L, tanto em eletrólito ácido quanto em eletrólito alcalinoA modificação do rGO com Nb2O5 ou ZrO2 pelo método hidrotermal aumentou a atividade catalítica desse substrato para a RRO. A maior eletrogeração de H2O2 foi observada na presença do ZrO2. De fato, um aumento de 73,7% para 88,5% em K2SO4 0,1 mol L-1 (pH =2), e de 72,9% para 83,1% em NaOH 0,1 mol L-1, foi observado em rGO e ZrO2-rGO, respectivamente. Além disso, o ZrO2-rGO apresentou menor sobrepotencial para a RRO comparado ao rGO sem modificador. Portanto, a presença das nanopartículas de óxidos metálicos na matriz condutora de carbono amorfo intensificou a atividade catalítica para a eletrogeração do H2O2, tanto em carbono Printex 6L quanto em óxido de grafeno reduzido, indicando o efeito sinérgico entre as nanopartículas e o subtrato de carbono. Consequentemente, os catalisadores avaliados neste trabalho são promissores para a eletrogeração de espécies oxidantes in situ e sua aplicaçao em POAs
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 29.10.2015
  • Acesso à fonte
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    • ABNT

      CARNEIRO, Jussara Fernandes; LANZA, Marcos Roberto de Vasconcelos. Eletrocatalisadores para reação de redução do 'O IND.2' visando a produção eletroquímica de 'H IND.2''O IND.2': síntese e caracterização de óxidos metálicos nanoestruturados ('Ta IND.2''O IND.5', Mo'O IND.3', 'Nb IND.2''O IND.5' ou Zr'O IND.2') incorporados em carbono Printex 6L e em grafeno. 2015.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2015. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-13012016-092200/publico/JussaraFernandesCarneirorevisada.pdf >.
    • APA

      Carneiro, J. F., & Lanza, M. R. de V. (2015). Eletrocatalisadores para reação de redução do 'O IND.2' visando a produção eletroquímica de 'H IND.2''O IND.2': síntese e caracterização de óxidos metálicos nanoestruturados ('Ta IND.2''O IND.5', Mo'O IND.3', 'Nb IND.2''O IND.5' ou Zr'O IND.2') incorporados em carbono Printex 6L e em grafeno. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-13012016-092200/publico/JussaraFernandesCarneirorevisada.pdf
    • NLM

      Carneiro JF, Lanza MR de V. Eletrocatalisadores para reação de redução do 'O IND.2' visando a produção eletroquímica de 'H IND.2''O IND.2': síntese e caracterização de óxidos metálicos nanoestruturados ('Ta IND.2''O IND.5', Mo'O IND.3', 'Nb IND.2''O IND.5' ou Zr'O IND.2') incorporados em carbono Printex 6L e em grafeno [Internet]. 2015 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-13012016-092200/publico/JussaraFernandesCarneirorevisada.pdf
    • Vancouver

      Carneiro JF, Lanza MR de V. Eletrocatalisadores para reação de redução do 'O IND.2' visando a produção eletroquímica de 'H IND.2''O IND.2': síntese e caracterização de óxidos metálicos nanoestruturados ('Ta IND.2''O IND.5', Mo'O IND.3', 'Nb IND.2''O IND.5' ou Zr'O IND.2') incorporados em carbono Printex 6L e em grafeno [Internet]. 2015 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-13012016-092200/publico/JussaraFernandesCarneirorevisada.pdf


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