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ORCID:  http://orcid.org/0009-0003-8788-0847
Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Title: Síntese, caracterização e aplicação de Bi2O2CO3 na redução eletroquímica de CO2 em HCOOH e degradação de poluentes
Author: Silva, Matheus Henrique Santos
First Advisor: Lopes, Osmando Ferreira
First member of the Committee: Lima, Renata Cristina de
Second member of the Committee: Marrenjo, Gonçalves Jotamo
Summary: A crescente emissão de CO2 na atmosfera derivada da queima de combustíveis fósseis, é um dos principais desafios ambientais que a humanidade vem enfrentando e se torna necessário a criação de novas tecnologias para a atenuação do problema. Esse trabalho investigou o efeito da esfoliação do oxicarbonato de bismuto (Bi2O2CO3) como eletrocatalisador da redução de CO2 em ácido fórmico (HCOOH) e comparou com o Bi2O2CO3 comercial e sintetizado em diferentes temperaturas. Analisou-se a morfologia e o desempenho catalítico de uma amostra comercial de Bi2O2CO3, uma amostra esfoliada por TBAOH e duas amostras sintetizadas por rotas diferente. As amostras foram caracterizadas por diferentes métodos de caracterização (FTIR, MEV, DRX, Raman e TGA). O estudo avaliou inicialmente a atividade fotocatalítica do Bi2O2CO3 na degradação de corantes (Rodamina-B e Azul de Metileno), com destaque para a amostra esfoliada, que degradou aproximadamente 40% da Rodamina-B, e apresentou um desempenho superior a amostra comercial. As amostras de Bi2O2CO3 foram aplicadas na redução eletroquímica de CO2 em uma célula eletroquímica em fluxo, foi alcançado uma densidade de corrente de -160 mA/cm-2 e uma eficiência faradaica maior que 96% na produção de ácido fórmico. A amostra com melhor desempenho foi a esfoliada seguida da comercial e as sintetizadas pela Rota I e Rota II. Dessa forma observou-se o grande potencial catalítico das amostras de Bi2O2CO3 tanto na redução de CO2, quanto na degradação de poluentes orgânicos, sendo uma estratégia promissora para conversão sustentável de CO2 em produtos com maior valor agregado, alinhando assim às metas globais de redução de poluentes e valorização de resíduos industriais.
Abstract: The increasing emission of CO2 into the atmosphere from the burning of fossil fuels is one of the main environmental challenges that humanity has been facing and it is necessary to create new technologies to mitigate the problem. This work investigated the effect of bismuth oxycarbonate (Bi2O2CO3) exfoliation as an electrocatalyst for the reduction of CO2 into formic acid (HCOOH) and compared it with commercial Bi2O2CO3 synthesized at different temperatures. The morphology and catalytic performance of a commercial sample of Bi2O2CO3, a sample exfoliated by TBAOH and two samples synthesized by different routes were analyzed. The samples were characterized by different characterization methods (FTIR, SEM, XRD, Raman and TGA). The study initially evaluated the photocatalytic activity of Bi2O2CO3 in the degradation of dyes (Rhodamine-B and Methylene Blue), highlighting the exfoliated sample, which degraded approximately 40% of Rhodamine-B, and presented a superior performance to the commercial sample. The Bi2O2CO3 samples were applied in the electrochemical reduction of CO2 in an electrochemical flow cell, achieving a current density of -160 mA/cm-2 and a Faradaic efficiency greater than 96% in the production of formic acid. The sample with the best performance was the exfoliated one, followed by the commercial one and those synthesized by Route I and Route II. Thus, the great catalytic potential of the Bi2O2CO3 samples was observed both in the reduction of CO2 and in the degradation of organic pollutants, being a promising strategy for the sustainable conversion of CO2 into products with higher added value, thus aligning with the global goals of pollutant reduction and valorization of industrial waste.
Keywords: Bi₂O₂CO₃
Redução de CO2
Célula eletroquímica em fluxo
Nanoestruturas
HCOOH
Sustentabilidade
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::ELETROQUIMICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: SILVA, Matheus Henrique Santos. Síntese, caracterização e aplicação de Bi2O2CO3 na redução eletroquímica de CO2 em HCOOH. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química Industrial) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/47219
Date of defense: 9-May-2025
Appears in Collections:TCC - Química Industrial

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