Estudo da reação de redução do oxigênio em matriz de carbono XE2B modificado com átomos de O, N, S e P para eletrogeração de H2O2 in situ (2023)
- Authors:
- Autor USP: MADALENA, LUDMILA DOS SANTOS - IQSC
- Unidade: IQSC
- DOI: 10.11606/D.75.2023.tde-22032023-105351
- Assunto: ELETROQUÍMICA
- Keywords: carbonaceous materials; dopagem com O; doping with O; electrosynthesis of hydrogen peroxide; eletrodo de difusão gasosa; eletrosíntese de peróxido de hidrogênio; gas diffusion electrode; materiais carbonáceos; oxygen reduction reaction; reação de redução do oxigênio; S and P; S e P
- Language: Português
- Abstract: O peróxido de hidrogênio (H2O2) é um importante agente oxidante usado em diversos processos industriais, domésticos e no tratamento de águas residuais. Com tudo, quando produzido em escala industrial apresenta sérias limitações logísticas e de segurança relacionadas ao seu manuseio e armazenamento. Nesse contexto, o desenvolvimento e viabilização de novas tecnologias que sejam capazes de gerar H2O2 próximo ao local onde será consumido tem se mostrado cada vez mais necessário. Como uma alternativa promissora, a eletrossíntese de H2O2 em ajustáveis concentrações através da reação seletiva de redução do oxigênio (RRO) tem recebido enorme atenção nos últimos anos. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo produzir novos materiais eletrocatalisadores para a eletrogeração de H2O2 in situ a partir da funcionalização do material carbonáceo comercialmente disponível (carbono Printex XE2B. Carbono XE2B foi modificado utilizando a técnica de dopagem e co-dopagem química hidrotérmica com os elementos N, O, S e/ou P. Os novos eletrocatalisadores produzidos foram caracterizados físico-quimicamente utilizando as técnicas de Análise elementar CNHS/O, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de transmissão (MET), ângulo de contato, fotoelétrons excitados por raios-X (XPS) e espectroscopia de Raman. A atividade catalítica e seletividade para a produção de H2O2 apresentada pelos materiais sintetizados foram investigadas pelas técnicas de voltametria cíclica e voltametria devarredura linear utilizando eletrodos de disco-anel rotativos (RRDE) e eletrodos de difusão gasosa (EDG). Dentre os materiais estudados o catalisador N/XE2B apresentou altamente eficiência para a produção de H2O2 em comparação aos materiais XE2B, O/XE2B, N,S/XE2B e N,P/XE2B. A seletividade de N/XE2B foi de 94% para a eletrogeração de H2O2 apresentando melhor atividade em termos de potenciais com início para a RRO de 560 mV em comparação com o XE2B (SH2O2~80%) para a produção de peróxido de hidrogênio. Outros resultados bastante relevantes para o estudo, foram obtidos através da aplicação dos materiais XE2B* (não modificado), XE2B e N/XE2B para a geração de H2O2 a partir do uso do eletrodo de difusão gasosa (EDG). Os resultados obtidos após o tempo de 180 minutos de eletrólise refletiram para a seguinte ordem de eficiência: N/XE2B > XE2B* > XE2B. Tendo em vista o aumento da eficiência catalítica para a H2O2 in situ utilizando EDG, a partir disso, é possível afirmar que os resultados expressivos para o catalisador sintetizado N/XE2B, demonstrou alta eficiência para a produção de H2O2 e bom desempenho para a seletividade de RRO via 2e-
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- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2023
- Data da defesa: 19.01.2023
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
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ABNT
MADALENA, Ludmila dos Santos. Estudo da reação de redução do oxigênio em matriz de carbono XE2B modificado com átomos de O, N, S e P para eletrogeração de H2O2 in situ. 2023. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-22032023-105351/. Acesso em: 02 maio 2024. -
APA
Madalena, L. dos S. (2023). Estudo da reação de redução do oxigênio em matriz de carbono XE2B modificado com átomos de O, N, S e P para eletrogeração de H2O2 in situ (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-22032023-105351/ -
NLM
Madalena L dos S. Estudo da reação de redução do oxigênio em matriz de carbono XE2B modificado com átomos de O, N, S e P para eletrogeração de H2O2 in situ [Internet]. 2023 ;[citado 2024 maio 02 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-22032023-105351/ -
Vancouver
Madalena L dos S. Estudo da reação de redução do oxigênio em matriz de carbono XE2B modificado com átomos de O, N, S e P para eletrogeração de H2O2 in situ [Internet]. 2023 ;[citado 2024 maio 02 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-22032023-105351/
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.75.2023.tde-22032023-105351 (Fonte: oaDOI API)
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