| dc.description.abstract |
O presente trabalho teve como objetivo sintetizar, caracterizar e avaliar a atividade fotoeletroquímica de catalisadores de níquel suportados em grafeno comercial (Ni/Gr) e em compósitos de óxido de nióbio e grafeno (Ni/Nb2O5-Gr) para a reação de fotoeletro-oxidação do glicerol em meio alcalino. O glicerol, subproduto da produção de biodiesel, apresenta propriedades físico-químicas favoráveis, baixa toxicidade e elevado teor energético, configurando-se como matéria-prima renovável para conversão eletroquímica. No entanto, sua oxidação é limitada pela complexidade estrutural da molécula e pela necessidade de clivagem de ligações C–C, demandando o desenvolvimento de catalisadores eficientes e de baixo custo. Nesse contexto, o níquel destaca-se pela sua atividade catalítica, estabilidade em meio básico e custo acessível. Para potencializar seu desempenho, utilizaram-se como suportes o Nb2O5, semicondutor fotoativo capaz de gerar pares elétron-lacuna sob irradiação, e o grafeno, que confere alta área superficial e condutividade elétrica. Os materiais foram preparados mediante deposição de Nb2O5 sobre grafeno por sonicação em diferentes proporções, seguida da síntese dos nanocompósitos Ni/Gr e Ni/Nb2O5-Gr pelo método poliol modificado. As caracterizações confirmaram a incorporação de níquel (8,8% para Ni/Gr e 3,0% para Ni/Nb2O5-Gr), a ancoragem do Nb2O5 nas lamelas de grafeno e a presença de Ni(OH)2. Verificou-se que a adição de Nb2O5 ao grafeno promoveu redução do band gap do óxido, deslocando sua absorção luminosa para a região do visível e ampliando seu potencial de aplicação fotoeletrocatalítica. As medidas eletroquímicas, realizadas por voltametria cíclica e cronoamperometria sob irradiação UV (365 nm) e no escuro, demonstraram que ambos os catalisadores são ativos na oxidação do glicerol, com aumento de eficiência sob iluminação. O Ni/Gr exibiu maior atividade fotoeletrocatalítica, enquanto o Ni/Nb2O5-Gr apresentou maior estabilidade em medidas de 2000 ciclos e cronoamperometria de 2 h, embora ambos tenham apresentado indícios de envenenamento por intermediários de reação. A avaliação em glicerol bruto, simulando condições industriais, mostrou que os catalisadores mantêm a capacidade oxidativa mesmo na presença de impurezas, com incremento de desempenho sob irradiação. Os resultados indicam o potencial desses materiais para aplicação em processos de eletro-oxidação do glicerol assistida por luz, com destaque para a maior eficiência do Ni/Gr e a estabilidade superior do Ni/Nb2O5-Gr. |
pt_BR |
