Síntese e caracterização de nanobarras de céria suportadas em carbono para a eletrogeração de peróxido de hidrogênio e aplicação em processos eletroquímicos oxidativos avançados

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pinheiro, Victor dos Santos
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=109150
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Mauro Coelho dos Santos
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spelling Síntese e caracterização de nanobarras de céria suportadas em carbono para a eletrogeração de peróxido de hidrogênio e aplicação em processos eletroquímicos oxidativos avançadosNANOBARRAS DE CÉRIAELETROGERAÇÃO DE PERÓXIDO DE HIDROGÊNIOELETRODO DE DIFUSÃO GASOSACERIA NANORODSHYDROGEN PEROXIDE ELECTROGENERATIONGAS DIFFUSION ELECTRODEPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA/QUÍMICA - UFABCOrientador: Prof. Dr. Mauro Coelho dos SantosDissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2018.Este trabalho visou sintetizar eletrocatalisadores baseados em nanobarras de céria (NR CeO2) suportadas em carbono Vulcan XC-72, em diferentes proporções mássicas. Caracterizar e avaliar suas eficiências, na reação de redução de oxigênio (RRO) tendo como objetivo o mecanismo 2-elétrons, ou seja, a eletrogeração de H2O2, pela técnica de eletrodo de disco-anel rotatório (RRDE). Além disso, realizaram-se as confecções de eletrodos de difusão gasosa (EDG) com o eletrocatalisador mais promissor tendo em vista a avaliação da capacidade de produção de H2O2, em comparação a um EDG de carbono Vulcan XC-72 aplicando-se em processos eletroquímicos oxidativos avançados (PEOAs) na degradação do paracetamol. Pelo estudo da RRO utilizando a técnica de RRDE, concluiu-se que houve uma grande melhora na eletrogeração de H2O2 suportando 1% de NR CeO2 no carbono Vulcan XC-72 devido ao efeito sinérgico entre baixa concentração de NR CeO2 e o carbono Vulcan XC-72. Esse eletrocatalisador mostrou um menor potencial de início da RRO, quando comparado ao do carbono Vulcan XC-72, com transferência de 2,1 elétrons na RRO e conversão de 95% do gás oxigênio (O2) em H2O2, enquanto o carbono Vulcan XC-72 foi capaz de converter apenas 54% de O2 em H2O2. O EDGCe confeccionado produziu 1463 mg L-1 de H2O2, enquanto o EDGV produziu apenas 490 mg L-1, em 2 horas de eletrólise no potencial -2,7 V vs. Ag/AgCl. O EDGCe foi aplicado em diferentes PEOAs visando a mineralização do paracetamol em uma célula eletroquímica de 350 mL, com taxas de mineralização de até 98,4% após 6 horas, o que indica ser um promissor EDG a ser utilizado em PEOAs.This work aimed to synthesize electrocatalysts based on ceria nanorods (CeO2 NR) supported on Vulcan XC-72 carbon, in the different mass proportions. Characterize and evaluate its efficiencies, in the oxygen reduction reaction (ORR) aiming the 2-electron mechanism, ie, H2O2 electrogeneration, by the rotating ring-disc electrode (RRDE) technique. In addition, the gas diffusion electrodes (GDE) were made with the most promising electrocatalyst having as reference the evaluation of the H2O2 production capacity, compared to a Vulcan XC-72 carbon GDE applying in electrochemical advanced oxidative processes (EAOPs) in the degradation of paracetamol. By the ORR study using the RRDE technique, it was concluded that there was a great improvement in the H2O2 electrogeneration supporting 1% of CeO2 NR in the Vulcan XC-72 carbon due to the synergistic effect between low concentrations of NR CeO2 and Vulcan XC-72 carbon. This electrocatalyst showed a lower initial potential of ORR, when compared to of the Vulcan XC-72 carbon, with transfer of 2.1 electrons and conversion rate of 95% of the oxygen gas (O2) into H2O2, while the Vulcan XC-72 carbon was able to convert only 54% of O2 into H2O2. The prepared GDECe produced 1463 mg L-1 of H2O2, while GDEV produced only 490 mg L-1 of H2O2, in 2 hours of electrolysis in the potential -2.7 V vs. Ag/AgCl. The GDECe was applied in different EAOPs aiming at the mineralization of paracetamol in a 350 mL electrochemical cell, with mineralization rates up to 98.4% after 6 hours, indicating that it is a promising GDE to be used in EAOPs.Santos, Mauro Coelho dosAntonin, Vanessa da SilvaSairre, Mirela Inês dePinheiro, Victor dos Santos2018info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf112 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=109150http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=109150&midiaext=75639http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=109150&midiaext=75640Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=109150porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2018-07-05T10:01:09Zoai:BDTD:109150Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2018-07-05T10:01:09Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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