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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.59.2010.tde-10052024-135117
Documento
Autor
Nome completo
Ana Carolina Ribeiro Aguiar
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Ribeirão Preto, 2010
Orientador
Banca examinadora
Olivi, Paulo (Presidente)
Andrade, Adalgisa Rodrigues de
Maia, Gilberto
Santos, Mauro Coelho dos
Tremiliosi Filho, Germano
Título em português
Estudo da atividade eletrocatalítica de eletrodos ternários contendo Pt, Ru e Mo para a eletroxidação do metanol
Palavras-chave em português
Eletroquímica
Molibdênio
Oxidação metanol
Platina
Rutênio
Resumo em português
No presente trabalho foram preparados eletrocatalisadores contendo PtyRuw/C, PtyMoz/C e PtyRuwMoz/C pela metodologia de decomposição térmica de precursores poliméricos com a finalidade de investigar a atividade catalítica destes materiais frente a reação de eletrooxidação do metanol. A caracterização dos eletrocatalisadores foi realizada por técnicas de difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia dispersiva de raios X (EDX) e espectroscopia de fotoelétrons induzida por raios X (XPS). O comportamento eletroquímico dos eletrodos foi avaliado por voltametria cíclica e a atividade eletrocatalítica para a eletrooxidação do metanol foi avaliada por cronoamperometria. A fim de normalizar as correntes obtidas durante a eletrooxidação do metanol os eletrodos também foram caracterizados por adsorção e oxidação de CO. Os resultados obtidos mostraram que a metodologia de preparação permitiu a obtenção de eletrocatalisadores com dispersão homogênea, estequiometria controlada e com tamanhos de partículas da ordem de nanômetros. Os eletrocatalisadores preparados são compostos basicamente por Pt e óxidos de platina, óxido de rutênio e óxidos de molibdênio e não há evidências da formação de ligas metálicas. O comportamento eletroquímico dos materiais foi investigado e verificou-se a solubilização do MoO3 inicialmente presente na superfície do eletrodo, formando espécies MoO42- e transições Mo6+/Mo4+ e Mo5+/Mo6+, com os óxidos de molibdênio apresentando estruturas não-estequiométricas. O envelhecimento dos catalisadores em solução aquosa mostrou que a solubilização MoO3 leva a um comportamento voltamétrico diferente dependendo do período de envelhecimento. Os resultados obtidos para a eletrooxidação do metanol mostraram que os eletrodos ternários apresentam maior estabilidade e atividade catalítica quando comparados com os eletrodos de Pt/C e com os eletrodos binários contendo PtyRuw/C e PtyMoz/C.
Título em inglês
Study of the electrocatalytic activity of ternary electrodes containing Pt, Ru and Mo for the electroxidation of methanol
Palavras-chave em inglês
Electrochemistry
Methanol oxidation
Molybdenum
Platinum
Ruthenium
Resumo em inglês
ln the present work eletrocatalysts containing PtyRuw/C, PtyMOz/C and PtyRuwMoz/C were prepared by thermal decomposition of polymeric precursors methodology in order to investigate the catalytic activity of these materials toward methanol electrooxidation reaction. The electrocatalysts characterization was carried out by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) e X-ray photo-electron spectroscopy (XPS). The electrodes electrochemical behavior was evaluated by cyclic voltammetry and the electrocatalytic activity toward methanol electrooxidation was evaluated by chronoamperometry. Aiming at normalize the currents obtained during the methanol electrooxidation the electrodes were also characterized by CO adsorption and oxidation. The preparation methodology allowed the production of electrocatalysts with homogenous dispersion, controlled stoichiometry and nanometric particles size. The electrocatalysts are basically composed from Pt and platinum oxides, ruthenium oxide and molybdenum oxides and there is no evidence of alloy formation. The materials electrochemical behavior was investigated and it was verified that the MoO3, initially present on the electrode surface, solubilizes, forming MoO42- species. Mo6+/Mo4+ and Mo5+/Mo6+ transitions were also observed, with molybdenum oxides presenting non-stoichiometric structures. The catalysts aging in aqueous solution showed that MoO3 solubilization leads to different voltammetric behavior depending on aging period. The methanol electrooxidation results showed that the ternary electrodes presented higher stability and catalytic activity when compared with Pt/C and PtyRuw/C e PtyMoz/C electrodes.
 
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Data de Publicação
2024-05-10
 
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