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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.85.2021.tde-08092021-112424
Document
Auteur
Nom complet
Nivaldo Gomes Pereira Filho
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2021
Directeur
Jury
Spinacé, Estevam Vitorio (Président)
Assumpção, Mônica Helena Marcon Teixeira
Santos, Mauro Coelho dos
Titre en portugais
Síntese de nanopartículas de Pt e PtRh com orientação preferencial (100) suportadas em carbono para oxidação eletroquímica do etanol e glicerol em meio ácido
Mots-clés en portugais
eletro-oxidação
eletrocatalisadores de Pt e PtRh
etanol
glicerol
orientação preferencial
Resumé en portugais
A síntese dos eletrocatalisadores Pt/C e PtRh/C (20% em massa de metais) foi realizada pelo método da redução por álcool desenvolvido no IPEN-CNEN/SP. A caracterização por EDX apontou que as composições atômicas dos eletrocatalisadores ficaram bem próximas às nominais. O DRX permitiu observar uma possível formação de liga para os materiais binários e também estimar o tamanho médio de cristalito para os catalisadores sem direcionamento, o qual foi de aproximadamente 3 nm. Realizou-se ainda uma observação sobre os domínios de superfície dos eletrocatalisadores, mostrando que os materiais com orientação preferencial apresentaram domínios de superfície Pt(100) mais intensos que os demais. Imagens de MET mostraram que a maioria das nanopartículas de Pt e PtRh sintetizadas com crescimento preferencial na direção (100) possuem morfologia cúbica com tamanhos médios entre 8 e 9 nm. Pelo stripping de CO notou-se que a eletro-oxidação de uma monocamada de CO ocorre em menores potenciais para os catalisadores com orientação preferencial. Experimentos em célula unitária mostraram que os eletrocatalisadores bimetálicos PtRh/C (com ou sem orientação) apresentaram melhor desempenho para as reações propostas (EOR e GOR) e ainda que os materiais com orientação preferencial na direção (100) são bem mais ativos quando consideramos sua área eletroquimicamente ativa. Experimentos de DMS e medições de ATR - FTIR revelaram, para EOR, que os eletrocatalisadores com orientação preferencial na direção (100) levam à formação de produtos mais oxidados. Para GOR os resultados de DMS e ATR - FTIR mostraram que, assim como os eletrocatalisadores binários PtRh, os eletrocatalisadores com orientação preferencial não produziram todos os compostos investigados.
Titre en anglais
Synthesis of carbon-supported Pt AND PtRh nanoparticles with (100) preferential orientation for the electrochemicaloxidation of ethanol and glycerol in acid medium
Mots-clés en anglais
electro-oxidation
ethanol
glycerol
preferential orientation
Pt and PtRh electrocatalysts
Resumé en anglais
The synthesis of Pt/C and PtRh/C electrocatalysts (20% in mass of metals) was performed by the alcohol reduction method developed at IPEN-CNEN/SP. The characterization by EDX indicated that the atomic compositions of the electrocatalysts were very close to the nominal ones. The XRD allowed us to observe a possible alloy formation for the binary materials and also to estimate the average crystallite size for the undirected catalysts, which was approximately 3 nm. An observation on the surface domains of the electrocatalysts was also performed, showing that the materials with preferential orientation presented more intense Pt(100) surface domains than the others. MET images showed that most of the Pt and PtRh nanoparticles synthesized with preferential growth in the (100) direction have cubic morphology with average sizes between 8 and 9 nm. By CO stripping it was noted that electro-oxidation of a CO monolayer occurs at lower potentials for the catalysts with preferential orientation. Unit cell experiments showed that the PtRh/C bimetallic electrocatalysts (with or without orientation) showed better performance for the proposed reactions (EOR and GOR) and also that the materials with preferential orientation in the (100) direction are much more active when considering their electrochemically active area. DMS experiments and ATR - FTIR measurements revealed, for EOR, that electrocatalysts with preferential orientation in the (100) direction lead to the formation of more oxidized products. For GOR the, DMS and ATR - FTIR results, as well as for the binary electrocatalysts PtRh, showed that the electrocatalysts with preferential orientation did not produce all the investigated compounds.
 
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2021FilhoSintese.pdf (2.04 Mbytes)
Date de Publication
2021-09-09
 
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