Aplicação de ferramentas quimiométricas no estudo do processo de eletrodeposição de Pd na presença e na ausência de ultrassom sobre camadas difusoras modificadas.

• Autor(a) principal: Franco, Rodrigo da Silva
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFBA
• Texto Completo: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/38175
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::GRAVIMETRIA; Eletrodeposição; Paládio; Eletroquímica; Ultrassom; Planejamento fatorial; Voltametrica cíclica; Electrodeposition; Palladium; Electrochemistry; Ultrassound; Factorial design; Cyclic voltammetry

Um dos principais desafios na preparação dos eletrodos de difusão gasosa está relacionado com o custo da platina, que é o componente principal da camada catalítica. Neste contexto, o paládio é um candidato interessante para substituir a platina, parcialmente ou completamente, por apresentar uma boa atividade catalítica em reações usando hidrogênio. Neste estudo, a eletrodeposição de Pd foi investigada usando técnicas eletroquímicas assistidas por ultrassom. A deposição eletroquímica foi estudada usando um planejamento fatorial completo 2 4 como ferramenta quimiométrica, objetivando reduzir o número de experimentos e estimar os efeitos das interações entre as variáveis. As variáveis investigadas foram o número de ciclos de deposição (NCD = 100 e 300 ciclos), velocidade de varredura (v = 50 e 100 mV s-1 ), concentração de Pd2+ ([Pd2+] = 0,5.10-3 mol L-1 e 1,0.10-3 mol L-1 ) e na ausência e presença de ondas de ultrassom (US, 100 W). A área superficial eletroquimicamente ativa (ASEA) foi usada como resposta (variável dependente). De acordo com esse estudo todas as variáveis foram significativas, com o US apresentando maior significância. Algumas interações de segunda e terceira ordem também apresentaram significância. A melhor condição avaliada foi aquela realizada nos níveis superiores de NCD e [Pd²+ ], no nível inferior de velocidade de varredura e na presença de ultrassom. Através da aplicação da técnica ANOVA-PCA foi possível observar que todas as variáveis contribuem para uma mudança no perfil das respostas voltamétricas observadas, especialmente no pico relacionado ao processo de dessorção de hidrogênio, com o US sendo a variável que mais contribui com essa mudança. Análises morfológicas e estruturais por microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo gerado por um canhão de elétrons (FEG), difração de raios X (DRX) e espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDS) foram realizadas. As análises de DRX indicaram a presença de Pd em uma estrutura cristalina cúbica nas condições que resultaram em maiores valores de ASEA. Os resultados de EDS indicaram que a condição de 300 ciclos, a 50 mV s-1 , [Pd2+] = 1.10-3 mol L-1 , na presença de US, apresentou os maiores valores de porcentagem mássica e atômica para o Pd, desprezando as impurezas (22,14% e 2,50%, respectivamente). Nesse estudo foi possível verificar a influência do uso do ultrassom durante o processo de eletrodeposição de Pd que promoveu um aumento da quantidade de Pd eletrodepositado, afetando dessa forma a morfologia dos aglomerados de Pd e como consequência uma diferença no perfil voltamétrico e no valor da ASEA.