Grupos de Pesquisa

Grupo de Processos Eletroquímicos e Ambientais


Histórico

O início do Grupo de Processos Eletroquímicos e Ambientais (GPEA) ocorreu a partir da criação do Laboratório de Pesquisas em Eletroquímica e Eletroanalítica (LAPEE) na Universidade São Francisco (USF), Campus de Bragança Paulista, em 2006 e de sua transferência para o Instituto de Química de São Carlos (IQSC) no segundo semestre de 2009, coincidindo com o início das atividades de docência, pesquisa e formação de recursos humanos (orientações) do Prof. Marcos Lanza na USP. Inicialmente, o LAPEE foi instalado de forma provisória no Edifício Q4 do IQSC, localizado na Área I do Campus de São Carlos, e no início de 2013 foi efetivada a sua transferência definitiva para o recém construído Edifício de Química Ambiental do IQSC na Área II do Campus de São Carlos da USP. Durante esse período, a equipe de pesquisadores e alunos de graduação e de pós-graduação cresceu e se fortaleceu, atingindo a massa crítica, em termos de recursos humanos qualificados, necessária para o estabelecimento de um Grupo de Pesquisa apoiado institucionalmente pela USP. E assim o LAPEE se transformava no Grupo de Processos Eletroquímicos e Ambientais (GPEA) do Instituto de Química de São Carlos. Oficialmente, o Grupo de Processos Eletroquímicos e Ambientais (GPEA) foi criado, institucionalmente, em 11 de julho de 2012 junto à Comissão de Pesquisa do IQSC, sendo posteriormente credenciado junto ao Diretório de Grupos de Pesquisa do CNPq pela Pró-Reitoria de Pesquisa da USP, e tendo o Prof. Dr. Marcos Lanza como o seu coordenador. Atualmente, o Grupo de Processos Eletroquímicos e Ambientais (GPEA) está instalado no Edifício de Química Ambiental do IQSC na Área II do Campus de São Carlos da USP (“Campus II”), situado à Av. João Dagnone, 1.100 (Jd. Sta. Angelina), São Carlos, SP.

Infraestrutura

O GPEA conta com uma infraestrutura de pesquisa composta por 2 (dois) laboratórios de pesquisa científica-tecnológica, com uma área total de 160 m2, localizados no Edifício de Química Ambiental da Área II do Campus de São Carlos da USP, sendo parte integrante do Instituto de Química de São Carlos (IQSC).
O laboratório principal (Laboratório I) ocupa uma área de 106 m2 no 1o Piso do Edifício de Química Ambiental e conta com uma infraestrutura laboratorial completa para propiciar o desenvolvimento das duas linhas de pesquisa do grupo: bancadas e pias, capelas de exaustão, rede elétrica estabilizada, sistema de purificação de água por osmose reversa, climatização ambiente, linhas de gases e os principais equipamentos de uso geral em um laboratório de pesquisa (pH-metros, condutivímetro, fontes estabilizadas de tensão, balanças técnicas e analíticas, agitadores mecânicos e magnéticos, multímetros digitais, banhos termostatizados com recirculação externa, estufas e muflas, centrífuga e banho ultrassom entre outros). Neste laboratório estão alocados sistemas Potenciostato com Módulo de Alta Corrente e sistemas Bi-Potenciostato, módulos de Eletrodo de Disco-Anel Rotatório (RRDE) e Eletrodo de Disco Rotatório (RDE), além de espectrofotômetros UV/Visível.
O laboratório analítico (Laboratório II) ocupa uma área de 54 m2 no Piso Térreo do Edifício de Química Ambiental e conta com uma infraestrutura laboratorial similar ao Laboratório I (bancadas e pias, capelas de exaustão, rede elétrica estabilizada, sistema de purificação de água por osmose reversa, climatização ambiente e os principais equipamentos de uso geral em um laboratório de pesquisa), sendo voltado, principalmente, para a preparação e a análise química de amostras geradas durantes o desenvolvimento dos projetos de pesquisa associados às duas linha de pesquisa do GPEA. Neste laboratório estão alocados os principais equipamentos analíticos à disposição da equipe do GPEA: cromatógrafo líquido de alta eficiência com detectores de UV e de arranjo de diodos (HPLC-UV/DAD), cromatógrafo líquido de íons com detector de condutividade (IC), cromatógrafo líquido com detector amperométrico (IC-II), analisador de carbono orgânico total (TOC), luminômetro para análise de ecotoxicidade aguda, titulador automático, fotômetro Visível e reator para análise de DQO.

Linhas de Pesquisa

“Desenvolvimento, avaliação e aplicação de novos materiais eletrocatalíticos em processos inovadores para a síntese eletroquímica de produtos de interesse tecnológico, como o peróxido de hidrogênio (H2O2), e em processos avançados de interesse ambiental, como os Processos Eletroquímicos (PE) e os Processos Oxidativos Avançados (POA) de tratamento de efluentes contendo compostos químicos com potencial ecotóxico, associados à aplicação de sensores eletroquímicos de análise” .

A linha de pesquisa do GPEA tem caráter interdisciplinar, permeando áreas da Química (Físico-Química, Química Analítica, Química Ambiental e Química de Materiais) e das Engenharias (Materiais, Química, Sanitária e Eletroquímica). Nesta linha de pesquisa são produzidos e estudados novos materiais com atividade eletrocatalítica para reações de oxidação, como os eletrodos dimensionalmente estáveis ou os eletrodos de filme de diamante dopado com boro, ou de redução, como os compostos orgânicos redox ou óxidos metálicos micro ou nanoestruturados suportados em carbono amorfo. Esses materiais podem ser aplicados tanto em processos de degradação de compostos orgânicos quanto na produção de sensores eletroanalíticos de análise de moléculas de interesse biológico, industrial ou ambiental. Os materiais desenvolvidos no âmbito do GPEA, ou nos grupos de pesquisa associados, são avaliados eletroquimicamente e por técnicas instrumentais de análise para a caracterização morfológica (microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, fluorescência de raios X e microscopia de transmissão eletrônica, entre outras), sendo aplicados em processos de interesse tecnológico, como a obtenção de peróxido de hidrogênio (H2O2) in-situ a partir da reação de redução de oxigênio gasoso (O2), ou em processos avançados de tratamento de efluentes, como os processos oxidativos avançados eletroquímicos (POAE) associados ou não aos processos oxidativos avançados (POA).
Essas tecnologias são aplicadas em processos de degradação de compostos químicos com potencial ecotóxico como agrotóxicos, fármacos, corantes têxteis e de alimentos e desreguladores endócrinos dentre outros, além da aplicação de sistemas de detecção com sensores eletroanalíticos. As eficiências dos processos de tratamento de efluentes são avaliadas utilizando uma série de técnicas analíticas instrumentais (espectrofotometria UV/Vis, cromatografia líquida de alta eficiência, cromatografia líquida de íons, análise de carbono orgânico total, demanda química de oxigênio, ecotoxicidade aguda por luminescência e a cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas para a identificação de subprodutos de degradação, entre outras).

Técnicas Empregadas

Grupo

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Integrantes