Nanopartículas de ouro suportadas em diferentes substratos carbonosos visando a eletrogeração de peróxido de hidrogênio: um estudo da interação metal-suporte (2023)
- Authors:
- Autor USP: MIRA, LETÍCIA - IQSC
- Unidade: IQSC
- DOI: 10.11606/D.75.2023.tde-28072023-101925
- Assunto: PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO
- Keywords: carbonaceous materials; dopagem com nitrogênio; gold nanoparticles; hydrogen peroxide; materiais carbonáceos; nanopartículas de ouro; nitrogen doping; oxygen reduction reaction; peróxido de hidrogênio; reação de redução do oxigênio
- Language: Português
- Abstract: O peróxido de hidrogênio (H2O2) é um composto químico com ampla gama de aplicações industriais, comerciais e domésticas. Porém, sua principal forma de produção em larga escala não é ambientalmente amigável e aponta sérias limitações logísticas e de segurança com base no seu manuseio e armazenamento, fato que tem impulsionado a busca por novas tecnologias eficientes capazes de produzir o H2O2 próximo ao local de aplicação/consumo. Visto como uma tecnologia alternativa viável, dispositivos eletroquímicos que utilizam a Reação de Redução do Oxigênio (RRO) via transferência de dois elétrons para eletrogerar H2O2 in situ têm recebido enorme atenção nos últimos anos. No entanto, um dos grandes obstáculos para a implementação dessa tecnologia eletroquímica é o desenvolvimento de materiais catalisadores eficientes e duráveis. Portanto, este presente trabalho visou desenvolver, aplicar e avaliar catalisadores a base de materiais carbonosos modificados com nanopartículas de ouro (Au) para a eletrogeração de H2O2. Foram produzidos nanocompósitos a base de nanopartículas de Au suportadas em diferentes materiais carbonosos funcionalizados com oxigênio e/ou nitrogênio. Os nanocompósitos produzidos foram caracterizados físico-quimicamente pelas técnicas de: análise elementar CNHS/O, análise termogravimétrica (TG), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e de transmissão (TEM), difração de raios X (XRD), espectroscopias de impedância eletroquímica (EIS) e de fotoelétrons excitados porraios-X (XPS). A performance eletrocatalítica e a seletividade para a eletrogeração de H2O2 dos eletrocatalisadores sintetizados foram avaliadas por meio de ensaios eletroquímicos hidrodinâmicos utilizando as técnicas de voltametria cíclica e voltametria de varredura linear utilizando eletrodos de disco e anel rotatórios (RRDE). Os resultados da caracterização físico-química foram correlacionados com o desempenho eletrocatalítico dos materiais sintetizados, onde o resultado mais eficiente foi relacionado ao nanocompósito carbono amorfo do tipo Printex XE2B modificado com nanopartículas de Au (CPXE2B/Au), que apresentou significativa melhora na seletividade em relação a sua matriz pura na eletrogeração de H2O2 e se apresentou como o material mais eletrocatalítico. O desempenho superior apresentado pelo catalisador CPXE2B/Au foi correlacionado à sua alta área superficial e a presença de grupos funcionais oxigenados do tipo carboxila presentes no suporte carbônico, capazes de levar à alta dispersibilidade das nanopartículas de Au e reduzida resistência à transferência de carga
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- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2023
- Data da defesa: 05.05.2023
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
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ABNT
MIRA, Letícia. Nanopartículas de ouro suportadas em diferentes substratos carbonosos visando a eletrogeração de peróxido de hidrogênio: um estudo da interação metal-suporte. 2023. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-28072023-101925/. Acesso em: 07 out. 2024. -
APA
Mira, L. (2023). Nanopartículas de ouro suportadas em diferentes substratos carbonosos visando a eletrogeração de peróxido de hidrogênio: um estudo da interação metal-suporte (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-28072023-101925/ -
NLM
Mira L. Nanopartículas de ouro suportadas em diferentes substratos carbonosos visando a eletrogeração de peróxido de hidrogênio: um estudo da interação metal-suporte [Internet]. 2023 ;[citado 2024 out. 07 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-28072023-101925/ -
Vancouver
Mira L. Nanopartículas de ouro suportadas em diferentes substratos carbonosos visando a eletrogeração de peróxido de hidrogênio: um estudo da interação metal-suporte [Internet]. 2023 ;[citado 2024 out. 07 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-28072023-101925/ - Using Au NPs anchored on ZrO2/carbon black toward more efficient H2O2 electrogeneration in flow-by reactor for carbaryl removal in real wastewater
- Studying the synthesis of a new catalyst based on gold nanoparticles supported on ZrO2/carbon black for efficient H2O2 production applied on wastewater treatment process
- Sustainable microwave-assisted hydrothermal synthesis of carbon-supported ZrO2 nanoparticles for H2O2 electrogeneration
- Monitoring photo-fenton and photo-electro-fenton process of contaminants emerging concern by a gas diffusion electrode using Ca10-xFex-yWy(PO4)6(OH)2 nanoparticles as heterogeneous catalyst
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.75.2023.tde-28072023-101925 (Fonte: oaDOI API)
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