ROGER VASCONCELOS CAVALLARI

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    Artigo IPEN-doc 25200
    Preparação de suporte de catalisador a partir de biocarbono
    2018 - CAVALLARI, ROGER V.; DE LIMA, NATASHA B.; SILVA, JULIO C.M.; BERGAMASHI, VANDERLEI S.; FERREIRA, JOAO C.
    O uso exagerado de recursos não renováveis, nas ultimas décadas, deflagrou consequências negativas para a sociedade, havendo necessidade de buscar soluções diante dos efeitos deletérios causados pelo avanço da devastação do meio ambiente. Visando contribuir com a ampliação das estratégias de controle de poluentes através do desenvolvimento de tecnologia de baixo custo, o presente trabalho tem como objetivo principal o desenvolvimento de materiais ativos com elevada resistência térmica e boa área especifica para adsorção e impregnação de metais. Neste sentido foram estudados três rotas de tratamento do biocarvão. Na caracterização do biocarbono usaram-se métodos analíticos como: Espectroscopia de Infravermelho (IV), Espectroscopia RAMAM, Medida da Área Superficial (BET), Análise Térmica (TG), Difração de Raios X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). As diferentes condições de tratamento resultaram em mudanças na estrutura carbonácea do biocarbono com características adequadas para serem utilizados como suporte em catalisadores, apresentando sítios ativos com cargas negativamente carregadas para promover a fixação de metais em sua superfície. Verificou-se também um aumento na área superficial específica, variando entre 341,4 a 749,7 m2 g-1 e alterações nas bandas D e G do carvão e uma alta resistência à temperatura, o que promove reações catalíticas com baixa perda de catalisador.
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    Artigo IPEN-doc 25093
    Palladium nanoparticles supported on mesoporous biocarbon from coconut shell for ethanol electro‑oxidation in alkaline media
    2018 - FERREIRA, JOAO C.; CAVALLARI, ROGER V.; BERGAMASCHI, VANDERLEI S.; ANTONIASSI, RODOLFO M.; TEIXEIRA-NETO, ANGELA A.; LINARDI, MARCELO; SILVA, JULIO C.M.
    Palladium nanoparticles supported on carbon Vulcan XC72 (Pd/C) and biocarbon (Pd/BC) synthesized by sodium borohydride process were used as catalysts for ethanol electro-oxidation in alkaline media. The biocarbon (BC) from coconut shell with mesoporous and high surface area (792 m2 g−1) was obtained by carbonization at 900 °C and the hydrothermal treatment in a microwave oven. The D-band and G-band intensity ratio (ID/IG) from Raman analysis showed high disorder of the biocarbon, while X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) suggests higher percentage of oxygen groups on the surface of biocarbon than of Vulcan XC72. From X-ray diffraction (XRD), it was observed peaks in 2θ degree related to the face centered cubic (fcc) structure of palladium and the mean crystallite sizes calculated based on the diffraction peak of Pd (220) were 5.6 nm for Pd/C and 5.3 nm for Pd/BC. Using Transmission Electron Microscope (TEM), it was observed particles well dispersed on both carbons support materials. The electrocatalytic activity of the materials was investigated by cyclic voltammetry (CV) and chronoamperometry (CA) experiments. The peak current density (on CV experiments) from ethanol electro-oxidation on Pd/BC was 50% higher than on Pd/C, while the current density measured at 15 min of CA experiments was 80% higher on Pd/BC than on Pd/C. The higher catalytic activity of Pd/BC might be related to the large surface area of the biocarbon (792 m2 g−1) vs (239 m2 g−1) of Vulcan carbon, the defects of the biocarbon structure and higher amount of oxygen on the surface than Carbon Vulcan XC 72.