Desenvolvimento de Semicondutores com Potencial de Aplicação em Processos Fotocatalíticos/Eletrocatalíticos: Oxidação de Poluentes Orgânicos e Redução de CO2

por João Flávio da Silveira Petruci
Publicado: 10/12/2020 - 15:38
Última modificação: 13/04/2023 - 09:43

Descrição: O desenvolvimento de tecnologias para remediação de problemas ambientais como a contaminação de efluentes e a emissão de CO2 na atmosfera é altamente requerido. Neste sentido, surge os processos de fotocatálise e eletrocatálise, que podem ser aplicados tanto na oxidação de poluentes orgânicos para tratamento de efluentes contaminados como na redução de CO2 em produtos de valor agregado. A redução do CO2 além do impacto ambiental positivo, é promissora pois pode ser utilizado como estratégia de armazenamento de energia de fontes intermitentes e sazonais pela conversão do CO2 em um combustível armazenável (e.g. HCOOH, CH3OH). Apesar do grande potencial de aplicação da fotocatálise e eletrocatálise, vários desafios ainda precisam ser superados para que estes processos possam ser aplicados em larga escala tais como: baixo desempenho catalítico, baixa seletividade e baixa estabilidade dos catalisadores, além da falta de compreensão dos mecanismos reacionais e do efeito da natureza de diferentes eletrólitos no processo. Portanto, este projeto tem como principal objetivo realizar um estudo prospectivo de semicondutores ainda pouco explorados pela literatura e das condições reacionais adequadas na oxidação de poluentes orgânicos e na redução de CO2. Ainda, pretende-se: i) realizar um estudo detalhado sobre a formação de heteroestruturas ativas sob radiação visível tais como: (BiVO4/CuO, BiVO4/SnO2, Bi2O3/Bi2O2CO3); ii) Avaliar a atividade eletrocatalítica de compostos de bismuto e estanho na reação de redução de CO2 em ácido fórmico e desenvolver estratégias para reduzir os valores de sobrepotencial e controlar a seletividade desta reação. Esses materiais serão caracterizados por técnicas avançadas e o desempenho catalítico será avaliado na oxidação de poluentes e/ou redução de CO2. Ainda, a influência dos parâmetros operacionais de reação, como a temperatura, pH, a massa inicial do catalisador, potencial aplicado e outros serão avaliados. As técnicas de cromatografia líquida e gasosa serão empregadas para determinar os produtos da reação de redução de CO2. Análises químicas também serão realizadas para melhor entendimento do mecanismo de degradação dos contaminantes orgânicos.

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