Desenvolvimento de compósitos magnéticos de carbono para oxidação catalítica com peróxido de hidrogénio
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Este trabalho foi financiado por: Projeto POCI-
01-0145-FEDER-006984 - Laboratório Associado
LSRE-LCM - financiado pelo Fundo Europeu de
Desenvolvimento Regional (FEDER), através do
COMPETE2020 – Programa Operacional
Competitividade e Internacionalização (POCI) e
por fundos nacionais através da Fundação para a
Ciência e a Tecnologia, I.P. (FCT). R.S. Ribeiro
agradece a bolsa individual de doutoramento FCT
SFRH/BD/94177/2013, com financiamento da
FCT e do Fundo Social Europeu (através do POPH
e QREN).
Tendo em vista o desenvolvimento de materiais com elevada performance para oxidação catalítica com
peróxido de hidrogénio, foram preparados xerogéis magnéticos de carbono com microesferas de ferro e/ou
cobalto embutidas na sua estrutura. Os resultados obtidos revelaram que a incorporação simultânea de espécies de ferro e cobalto na estrutura de carbono permitem uma clara sinergia relativamente aos materiais
monometálicos, justificada pela (i) maior acessibilidade às espécies ativas de ferro presentes na superfície do catalisador, (ii) capacidade do Co metálico catalisar a decomposição de H2O2 via formação de radicais
hidroxilo (HO•), e (iii) redução eficiente de Fe3+ a Fe2+ promovida pelo Co metálico. Seguidamente, foi
preparado um nanocompósito hibrido magnético, com núcleo de magnetite revestido de material grafítico.
Verificou-se que (iv) a atividade catalítica da magnetite é melhorada pela sua encapsulação numa estrutura de carbono, ao mesmo tempo que (v) a lixiviação de ferro para a água tratada é fortemente contida. Com base nestes resultados, foi preparado um nanocompósito hibrido magnético com elevada performance, constituído por um núcleo de ferrite de cobalto e revestimento de material grafítico (CoFe2O4/MGNC). Este catalisador de última geração permitiu efetuar o tratamento de uma água residual industrial com elevada carga poluente.
