Este projeto tem o objetivo principal sintetizar BiVO4 dopado com terra raras, em especial o ítrio (Y3+), em diferentes quantidades de doping para estudar a influência do dopante na degradação fotoeletroquímica de biomassas coletadas emambientes reais da indústria (têxtil, agrícola, papel e química). Um sistema fotoeletroquímico com acoplamento do fotoânodo desenvolvido com um fotocátodo já conhecido será avaliado para concomitante redução de H2O e oxidação do efluente. Os óxidos que serão depositados no fotoânodo por diferentes técnicas e serão produzidos por uma rota ambientalmente amigável utilizando o álcool polivinílico como solvente eaplicados em substrato de titânio e/ou FTO. A caracterização física dos filmes será realizada por técnicas de difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e análise por energia dispersiva, espectroscopia Raman e determinação de band-gap. As caracterizações eletroquímicas serão feitas por técnicas voltamétricas e espectroscopia de impedância eletroquímica. Estudos de fotocorrente serão realizados para os filmes deBiVO4 e de BiVO4 dopado com ítrio. A eficiência dos processos de degradação das espécies poluente durante os experimentos fotoeletrocatalíticos será avaliada utilizando as técnicas analíticas instrumentais de espectrofotometria UV/Vis, cromatografia líquida de alta eficiência e análise de teor de carbono orgânico total. No sistemafotoeletroquimico acoplado a redução de H2O haverá a quantificação dos produtos gerados. Esse processo será avaliado por técnicas cromatográficas para identificar e quantificar os subprodutos formados. (AU)

Este projeto tem o objetivo principal sintetizar BiVO4 dopado com terra raras, em especial o ítrio (Y3+), em diferentes quantidades de doping para estudar a influência do dopante na degradação fotoeletroquímica de biomassas coletadas em ambientes reais da indústria (têxtil, agrícola, papel e química). Um sistema fotoeletroquímico com acoplamento do fotoânodo desenvolvido com um fotocátodo já conhecido será avaliado para concomitante redução de H2O e oxidação do efluente. Os óxidos que serão depositados no fotoânodo por diferentes técnicas e serão produzidos por uma rota ambientalmente amigável utilizando o álcool polivinílico como solvente e aplicados em substrato de titânio e/ou FTO. A caracterização física dos filmes será realizada por técnicas de difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e análise por energia dispersiva, espectroscopia Raman e determinação de band-gap. As caracterizações eletroquímicas serão feitas por técnicas voltamétricas e espectroscopia de impedância eletroquímica. Estudos de fotocorrente serão realizados para os filmes de BiVO4 e de BiVO4 dopado com ítrio. A eficiência dos processos de degradação das espécies poluente durante os experimentos fotoeletrocatalíticos será avaliada utilizando as técnicas analíticas instrumentais de espectrofotometria UV/Vis, cromatografia líquida de alta eficiência e análise de teor de carbono orgânico total. No sistema fotoeletroquimico acoplado a redução de H2O haverá a quantificação dos produtos gerados. Esse processo será avaliado por técnicas cromatográficas para identificar e quantificar os subprodutos formados.

Óxidos semicondutores têm se mostrado eficientes na remoção de compostos orgânicos recalcitrantes de efluentes quando utilizados como ânodos em sistemas eletroquímicos. A combinação de óxidos tem sido uma estratégia para melhorar a fotoatividade dos ânodos e as taxas de degradação de compostos orgânicos. Além disso, a combinação de procedimentos eletroquímicos e tecnologias que promovem a geração de oxidantes capazes de auxiliar no tratamento desses compostos têm mostrado resultados promissores. Portanto, o objetivo deste trabalho envolve o estudo de um reator fotoeletrocatalítico para degradação eficiente com alta taxa de remoção e mineralização de compostos farmacêuticos utilizando eletrodos de óxido de tungstênio e uma mistura de óxido de tungstênio e nitreto de carbono. Os eletrodos serão produzidos a partir da deposição por banho químico do material em malha de titânio. A fotoatividade dos eletrodos de óxido isoladamente e em combinação será avaliada a partir da degradação de sulfametoxazol e dexametasona. Parâmetros do processo serão estudados, como potencial aplicado, vazão do reator, concentração do fármaco e fonte de irradiação. O uso de reatores de fluxo e a combinação de processos oxidantes serão estudados com o objetivo de aumentar a eficiência da degradação de antibióticos e propor um novo método de tratamento de efluentes. Por fim, o sistema será aplicado em amostras de efluentes correntes contendo as drogas para verificar a possibilidade de utilização em reatores de grande porte. A degradação dos poluentes será monitorada por medições de carbono orgânico total (COT) e cromatografia (HPLC). Os resultados serão comparados aos obtidos no Brasil. Até o momento, degradações fotocatalíticas de fármacos têm sido realizadas em células de bancada com projeto convencional e ainda não existe uma configuração de reator adequada para realizar degradações em larga escala usando o acoplamento de técnicas de oxidação. Assim, os experimentos realizados no grupo de pesquisa do professor Manuel Andrés Rodrigo Rodrigo, da Universidade de Castilla La Mancha, serão de fundamental importância tanto para o desenvolvimento de novas tecnologias quanto para a consolidação dessa linha de pesquisa no Brasil. (AU)

Com um iminente esgotamento dos combustíveis fósseis, houve uma intensificação de pesquisas nas áreas ambientais e de sistemas para geração e armazenamento de energia proveniente de fontes renováveis, como o hidrogênio proveniente da quebra da molécula da água. Para a obtenção desse combustível por eletrólise, porém, são necessários elevados sobrepotenciais além do termodinâmico, o que dificulta uma produção em larga escala. Alguns artifícios que podem ser utilizados para contornar esse problema são o emprego de espécies mais facilmente oxidadas como metanol para facilitar ou até mesmo substituir a reação de evolução de oxigênio, e o uso de luz como fonte de energia, excitando semicondutores como TiO2. O uso do TiO2 puro, porém, possui empecilhos como uma alta taxa de recombinação de cargas, que pode ser mitigada pelo uso em compósitos com espécies como nitretos de carbono. Neste contexto, este projeto propõe a avaliação das propriedades fotoeletroquímicas frente a reação de oxidação de metanol, de fotoanodos baseados em TiO2 contendo diferentes porcentagens de nitretos de carbono do tipo Poli(heptazina imida) (PHI), e que contem em sua estrutura Co2+ e/ou Ni2+ na forma de single atom.(AU)

Mediante a ineficácia dos métodos usualmente utilizados para tratamentos de águas residuais e esgotos em estações de tratamentos, o desenvolvimento de métodos que possam ser promissores na degradação de poluentes é de extrema importância. Diante do cenário mundial atual em que se vive uma crise pandêmica surgida em 2019 a partir da disseminação do vírus SARS-CoV-2 também conhecido como novo Coronavírus causador do COVID-19, os estudos científicos tentam compreender as possíveis rotas de contaminação, assim como o impacto da doença em aspectos diversos como a problemática da contaminação de recursos hídricos por patógenos e agentes farmaceuticamente ativos. A aplicação de processos fotocatalíticos e fotoeletrocatalíticos tem crescido dentro do meio científico por serem tecnologias promissoras e eficientes para este fim. Logo, o presente trabalho pretende estudar a eficiência de filmes de nanopartículas de cobre, óxido cúprico e cuproso na degradação de agentes farmaceuticamente ativos aplicados nos protocolos de tratamentos do COVID-19 nas configurações de fotoeletrocatálise visando a grande quantidade desses poluentes presentes em esgotos hospitalares e domésticos que são descartados muitas vezes sem nenhum tratamento prévio em corpos d'água. Para obtenção dos filmes pretende-se aplicar os métodos de tratamento térmico de micro-ondas para as nanopartículas metálicas de cobre, síntese de redução química para a obtenção das nanopartículas de óxidos de cobre acoplados a diferentes métodos de deposição (como dip coating, spin coating e doctor-blade) e a eletrodeposição dessas nanopartículas. As caracterizações morfológicas, estruturais e ópticas dos materiais sintetizados serão realizadas por técnica de difração de raio-x, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão e espectroscopia de UV-Vis. As caracterizações eletroquímicas dos fotoeletrodos como voltametria cíclica e linear irão investigar as densidades de fotocorrente e a viabilidade dos materiais para aplicações fotoeletroquímicas. A atividade fotocatalíca dos fotoeletrodos serão investigadas mediante três configurações: fotólise, fotocatálise heterogênea e fotoeletrocatálise frente a agentes farmaceuticamente ativos, havendo a análise das espécies reativas de oxigênio (ROS) para a compreensão das espécies que são relevantes na degradação dos poluentes de interesse. Após a otimização dos parâmetros experimentais e estudos comparativos, espera-se que os fotoeletrodos a base de cobre propostos no trabalho proporcione um desempenho promissor no tratamento de efluentes decorrentes da pandemia do novo Coronavírus. (AU)

O presente projeto visa desenvolver um novo método, mais econômico e ambientalmente amigável, para a produção de amônia a partir da redução fotoeletrocatalítica de nitrogênio dissolvido, com vistas a minimizar as condições reacionais do processo Haber-Bosch. (AU)

Este projeto têm como objetivos a síntese, caracterização e aplicação de um compósito de TiO2 e nanotubos de carbono (NTCs) para a degradação de bisfenol A (BPA) em amostras ambientais pelo método de fotoeletrocatálise, e o desenvolvimento de sensores eletroquímicos a base de NTCs para monitoramento do decaimento da concentração de BPA e dos intermediários da reação de degradação como hidroquinona (HQ) e fenóis totais.