Estudos da reação de oxidação de etanol em meio alcalino sobre nanopartículas bimetálicas PdM (M=Cu, Ag e Au) suportadas em carbono

• Autor(a) principal: Saraiva, Douglas Philip Martinez [UNESP]
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/154945
• topic: Oxidação de etanol; Catalisadores de Pd; Células à combustivel; Etanol; Catálise; Eletrocatálise; Ethanol oxidation; Pd catalysts; Fuel Cell; Ethanol; Electrocatalysis; Catalysis

Catalisadores bimetálicos PdM/C (M= Cu, Ag e Au) foram preparados utilizando o mesmo método de síntese e com a mesma composição nominal e caracterizados por difração de raios-X e microscopia eletrônica de transmissão. As propriedades eletrônicas do Pd foram estudadas por espectroscopia de absorção de raios-X. As diferenças em tamanho e morfologia das nanopartículas PdM evidenciou que o segundo metal afeta os processos de formação das nanopartículas. A adição do segundo metal também provoca uma diminuição da vacância eletrônica da banda 4d do Pd. A caracterização eletroquímica foi realizada por voltametria cíclica e oxidação de CO adsorvido. A atividade catalítica para a oxidação de etanol foi avaliada por voltametria cíclica e por cronoamperometria. Medidas in situ por espectroscopia no infravermelho (FTIR) foram realizadas para determinar os intermediários e produtos de reação. Os catalisadores PdAu/C e PdCu/C favorecem a quebra da ligação C-C em pequena extensão. A comparação das respostas dos materiais como preparados mostrou que a atividade catalítica para a oxidação de etanol do catalisador PdAu/C é muito superior à atividade de Pd/C, enquanto PdCu/C apresentou atividade similar ao Pd/C. O catalisador PdAg/C mostrou uma atividade baixa que resulta do fato de que a sua superfície é rica em Ag. Após dissolução da camada rica em Ag através da aplicação de ciclos de potencial em meio alcalino expondo os sítios de Pd, a atividade deste catalisador aumentou consideravelmente, tornando-se superior ao Pd/C. Foi verificado que também para PdAu/C e PdCu/C a aplicação de tratamentos eletroquímicos de varredura de potencial em meio alcalino promove mudanças na superfície dos catalisadores que resultam em aumentos expressivos das densidades de corrente de oxidação de etanol. Em todos os casos, estas modificações da superfície alteram também a forma como o CO se adsorve. De modo geral, foi verificado que a adição do segundo metal (Cu, Ag e Au) é benéfica à eletrocatálise da oxidação de etanol, embora cada metal adicionado parece produzir um efeito diferente.