Investigação das propriedades superficiais e eletrocatalítcas do sistema Ti/(Ru+Ce+Ti)O2 para a reação de desprendimento de oxigênio em meio alcalino

• Autor(a) principal: Fernandes, Karla Carvalho
• Data de Publicação: 2003
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
• Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/30455; http://doi.org/10.14393/ufu.di.2003.78
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA; Eletrodos; Raios-x; Oxigênio

Eletrodos de Ti/RuOo3Ti(o,7.X)Cex0 2) preparados por decomposição térmica, T= 450°C, foram caracterizados por difração de raios-x, medidas do potencial em circuito aberto, Ea , e por voltametria cíclica. Os difratogramas de raios-x revelaram que os óxidos mistos apresentam uma baixa cristalinidade em decorrência da baixa interação existente entre a estrutura rutila e cerianita. Os valores do E^ mostraram que a eletroquímica superficial dos óxidos é governada pela dupla redox Ru(III)/Ru(ÍV). O aumento da carga anódica, q \ com o conteúdo nominal de CeO2, [CeO2]N, revelou que a baixa cristalinidade dos óxidos mistos resultou no aumento da área eletroquimicamente ativa dos eletrodos. Os valores da capacidade diferencial interfacial, Cd, e do fator de morfologia, <p, revelaram que o aumento da [CeO2]N resulta no aumento da rugosidade sem afetar significativamente a porosidade eletroquímica do eletrodo. O estudo cinético para a RDO em meio básico revelou uma dependência do coeficiente de Tafel com o sobrepotencial e com a [CeO2]N. A elevação na [CeO2]N provocou uma diminuição nos valores de b, especialmente no domínio dos elevados sobrepotenciais. O estudo da ordem de reação com respeito ao íon OH’, ^OH"), revelou um valor unitário de ^OFT), independentemente da [CeO2]N e do sobrepotencial. Os resultados experimentais obtidos no estudo cinético apoiaram o mecanismo eletródico proposto por Yeager para a RDO. A análise da atividade eletrocatalítica aparente revelou que [CeO2]N influencia a RDO, somente [CeO2]N 60%mol. Os valores de j / q \ revelaram que a atividade eletrocatalítica para [CeO2]N 60%mol é devido a fatores de natureza química e geométrica. Os eletrodos contendo Ti/(Ru<oj)+Ti(o,7))02 e Ti/(Ru<o,3)+Ce(o,7))02 apresentaram a melhor atividade eletrocatalítica real para a RDO. Estudos sob condições de corrosão acelerada mostraram que o tempo de vida dos eletrodos, /ôv, e o grau de instabilidade, A, são dependentes da [CeO2]N. Foi verificado que todos os eletrodos contendo CeO2 foram desativados pela passivação do substrato de Ti° e não pelo consumo total da camada ativa. Foram propostas três interpretações para a interface porosa ADE/solução em função do grau de instabilidade dos eletrodos. Baseando nestas interpretações e na análise qualitativa dos dados de espectroscopia de impedância eletroquímica, EIE, foi apresentado um conjunto de equações representativas dos diferentes fenômenos ocorrendo na interface porosa eletrodo/solução. A análise da atividade eletrocatalítica verdadeira dos eletrodos para a RDO a partir do estudo de EIE revelou que a performance dos eletrodos para este processo varia com o tempo de anodização dos eletrodos. Os dados obtidos neste trabalho permitem concluir que, embora os eletrodos investigados neste estudo sejam rugosos/porosos, durante a RDO, a superfície ativa destes eletrodos se comporta próxima ao caso idealizado para superfícies planas, já que o fenômeno da dispersão da freqüência foi muito baixo.