Uso da voltametria c??clica e da espectroscopia de imped??ncia eletroqu??mica na determina????o da ??rea superficial ativa de eletrodos modificados ?? base de carbono

• Autor(a) principal: SOUZA, LETICIA L. de
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Dissertação
• Título da fonte: Repositório Institucional do IPEN
• Texto Completo: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10040
• topic: electrodes; ion exchange; carbon; voltametry; electrochemical cells; impedance; spectroscopy

Eletrodos ?? base de carbono, como os eletrodos de troca i??nica, entre outros, t??m aplica????o principalmente no tratamento de efluentes industriais e rejeitos radioativos. Carbono ?? tamb??m amplamente utilizado em c??lulas a combust??vel como substrato para os eletrocatalisadores, por possuir elevada ??rea superficial, que supera a sua ??rea geom??trica. O conhecimento desta superf??cie ativa total ?? importante na determina????o das condi????es de opera????o de uma c??lula eletroqu??mica no que diz respeito ??s correntes a serem aplicadas (densidade de corrente). No presente estudo foram utilizadas duas t??cnicas eletroqu??micas na determina????o da ??rea superficial ativa de eletrodos de carbono v??treo e poroso e eletrodos de troca i??nica: espectroscopia de imped??ncia eletroqu??mica (EIE) e voltametria c??clica (VC). Os experimentos foram realizados com solu????es de KNO3 0,1 mol.L-1 em c??lula eletroqu??mica de tr??s eletrodos: eletrodo de trabalho ?? base de carbono, eletrodo auxiliar de platina e eletrodo de refer??ncia de Ag/AgCl. Os eletrodos de carbono v??treo e de carbono poroso utilizado possu??am uma ??rea geom??trica de 3,14 x 10-2 cm2 e 2,83 10-1 cm2, respectivamente. O eletrodo de troca i??nica foi preparado misturando-se grafite, carbono, resina de troca i??nica e um aglutinante, sendo esta mistura aplicada em tr??s camadas sobre feltro de carbono, utilizando-se nos experimentos uma ??rea geom??trica de 1,0 cm2. Por EIE determinou-se diretamente a capacit??ncia dos materiais dos eletrodos (Cd) utilizando-se os diagramas de Bode. O valor de 172 μF.cm-2 encontrado para o carbono v??treo est?? de acordo com a literatura (~200 μF.cm-2). Por VC, variando a velocidade de varredura de 0,2 a 2,0 mV.s-1, determinou-se a capacit??ncia CdS (S=??rea superficial ativa) na regi??o da dupla camada el??trica (DCE) para cada um dos materiais, Por EIE, foram determinados os valores de Cd de 3,0 x 10-5 μF.cm-2 e de 11,0 x 103 μF.cm-2 para os eletrodos de carbono poroso e de troca i??nica, respectivamente, o que possibilitou a determina????o das ??reas superficiais ativas de 3,73 x 106 cm2 e 4,72 cm2. Portanto, o uso combinado das t??cnicas de EIE e VC mostra-se promissor para o c??lculo das ??reas superficiais ativas de eletrodos ?? base de carbono.