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A eletrooxidação de etileno glicol e de seus produtos parciais de oxidação foram estudadas em eletrodos de Pt e eletrodos binários de PtRu, utilizando-se técnicas eletroquímicas fundamentais, espectroscopia de infravermelho por reflexão externa e cromatografia líquida de alta eficiência. Os resultados evidenciam um efeito catalítico na oxidação de etileno glicol com a quantidade de Ru no eletrodo até um máximo de corrente de 11mA cm-2 entre 30% a 40% em Ru. Experimentos de espectroscopia de infravermelho in situ detectaram espécies adsorvidas, como o CO, e espécies residuais contendo dois átomos de carbono. Os produtos solúveis foram glicolaldeído, ácido glicólico e CO2. Bandas bipolares de CO indicam que o etileno glicol já está totalmente dissociado no potencial de referência (0,05 V vs. RHE). Espécies contendo o grupo carbonila como o glicolaldeído também são observadas no potencial de referência (0,05 V vs RHE). A formação de CO2 é influenciada não só pela concentração do álcool em solução como também pela quantidade superficial de Ru no eletrodo. A eletrooxidação de ácido glicólico mostra a formação de CO2 a baixos potenciais (0,20 vs. RHE) e CO adsorvido a um potencial de 0,40 V. / The eletrooxidation of ethylene glycol and its partial oxidation products, glycolic acid and glycolaldehyde was studied on Pt and PtRu electrodes. Cyclic voltammetry and chronoamperometry were used for the electrochemical characterization. The nature of the reaction products and intermediates was studied by in situ Fourier transform infrared spectroscopy and high performance liquid chromatography. The oxidation reaction is catalyzed by PtRu; the maximum current density observed was 11 μA cm-2 for a ruthenium content between 30% and 40%. Adsorbed CO and residual species containing two carbon atoms as well as CO2 glycolaldehide and glycolic acid were detected by FTIR spectroscopy. Although the quantitative determination of glycolaldehyde was not possible, the results allowed an indirect estimation of this product, which starts to be formed already at 0.05V. It was found that glycolaldehyde is the main reaction product. PtRu favors the scission of the C-C bond. Thus, much higher CO coverage was found at the alloy than at pure Pt. An increase in the amount of glycolaldehyde at PtRu indicates that this material also catalyzes the scission of the C-H bond. This effect is probably due to an electronic modification of Pt caused by the presence of ruthenium, since pure Ru is not active for adsorbing or oxidizing ethylene glycol and much less Pt sites are available at PtRu.

A eletrooxidação de etileno glicol e de seus produtos parciais de oxidação foram estudadas em eletrodos de Pt e eletrodos binários de PtRu, utilizando-se técnicas eletroquímicas fundamentais, espectroscopia de infravermelho por reflexão externa e cromatografia líquida de alta eficiência. Os resultados evidenciam um efeito catalítico na oxidação de etileno glicol com a quantidade de Ru no eletrodo até um máximo de corrente de 11mA cm-2 entre 30% a 40% em Ru. Experimentos de espectroscopia de infravermelho in situ detectaram espécies adsorvidas, como o CO, e espécies residuais contendo dois átomos de carbono. Os produtos solúveis foram glicolaldeído, ácido glicólico e CO2. Bandas bipolares de CO indicam que o etileno glicol já está totalmente dissociado no potencial de referência (0,05 V vs. RHE). Espécies contendo o grupo carbonila como o glicolaldeído também são observadas no potencial de referência (0,05 V vs RHE). A formação de CO2 é influenciada não só pela concentração do álcool em solução como também pela quantidade superficial de Ru no eletrodo. A eletrooxidação de ácido glicólico mostra a formação de CO2 a baixos potenciais (0,20 vs. RHE) e CO adsorvido a um potencial de 0,40 V. / The eletrooxidation of ethylene glycol and its partial oxidation products, glycolic acid and glycolaldehyde was studied on Pt and PtRu electrodes. Cyclic voltammetry and chronoamperometry were used for the electrochemical characterization. The nature of the reaction products and intermediates was studied by in situ Fourier transform infrared spectroscopy and high performance liquid chromatography. The oxidation reaction is catalyzed by PtRu; the maximum current density observed was 11 μA cm-2 for a ruthenium content between 30% and 40%. Adsorbed CO and residual species containing two carbon atoms as well as CO2 glycolaldehide and glycolic acid were detected by FTIR spectroscopy. Although the quantitative determination of glycolaldehyde was not possible, the results allowed an indirect estimation of this product, which starts to be formed already at 0.05V. It was found that glycolaldehyde is the main reaction product. PtRu favors the scission of the C-C bond. Thus, much higher CO coverage was found at the alloy than at pure Pt. An increase in the amount of glycolaldehyde at PtRu indicates that this material also catalyzes the scission of the C-H bond. This effect is probably due to an electronic modification of Pt caused by the presence of ruthenium, since pure Ru is not active for adsorbing or oxidizing ethylene glycol and much less Pt sites are available at PtRu.

A eletro-oxidação de metanol foi estudada em eletrodos de platina monocristalina de índices de Miller (100) e (111) modificados superficialmente com metais cobre e estanho nas condições de UPD (Underpotential Deposition) e OPD (Overpotential Deposition). Os experimentos foram conduzidos em EDRMP (Eletrodo de Disco Rotatório com Menisco Pendente) em conjunto com as técnicas eletroquímicas. Os depósitos de cobre foram realizados em condições de UPD e OPD enquanto que estanho em OPD, dada as limitações de rearranjo estrutural da superfície cristalográfica do eletrodo. As análises dos resultados indicaram que o grau de recobrimento dos metais sobre o suporte é menor que uma monocamada, cerca de 10% desta. Tais resultados comparados com a literatura indicam a formação de aglomerados, ilhas, em estruturas bi e tridimensionais no caso do cobre. Em estanho foi atingido maior grau de recobrimento. No entanto, comparando os resultados para estanho com o da literatura, este não se depositou na forma de adátomos, mas como hidróxido ou sulfato. Esta forma de interação do estanho com a platina é a responsável pela diminuição do potencial de oxidação do metanol sobre o substrato. Na eletro-oxidação do metanol os melhores resultados foram obtidos na presença de estanho, no entanto ressalta-se que neste caso a influência da rotação não foi significante e as medidas de cronoamperometria indicaram melhor atividade nesta situação com o eletrodo modificado. / Methanol oxidation reaction was studied with copper and tin modified single-crystal electrodes. This study was carried out using UPD and OPD techniques using the EDRMP configurations the results showed that the coverage degree of copper and tin on platinum single-crystal as less than one monolayer (_ 10% monolayer) and possible with the formation of islands in bi and tridimenision. The deposition of copper was not good to the methanol oxidation reaction, possible due to a higher solvatation by anions at the Cu sites, conducting to a blocking effect on the Pt neighboring atoms. The tin deposition have shown a higher activity for methanol oxidation reaction. This ascribed to the hydroxides formation at tin sites, which increase the kinetics of CO oxidation following the bifunctional mechanism.

A eletro-oxidação de metanol foi estudada em eletrodos de platina monocristalina de índices de Miller (100) e (111) modificados superficialmente com metais cobre e estanho nas condições de UPD (Underpotential Deposition) e OPD (Overpotential Deposition). Os experimentos foram conduzidos em EDRMP (Eletrodo de Disco Rotatório com Menisco Pendente) em conjunto com as técnicas eletroquímicas. Os depósitos de cobre foram realizados em condições de UPD e OPD enquanto que estanho em OPD, dada as limitações de rearranjo estrutural da superfície cristalográfica do eletrodo. As análises dos resultados indicaram que o grau de recobrimento dos metais sobre o suporte é menor que uma monocamada, cerca de 10% desta. Tais resultados comparados com a literatura indicam a formação de aglomerados, ilhas, em estruturas bi e tridimensionais no caso do cobre. Em estanho foi atingido maior grau de recobrimento. No entanto, comparando os resultados para estanho com o da literatura, este não se depositou na forma de adátomos, mas como hidróxido ou sulfato. Esta forma de interação do estanho com a platina é a responsável pela diminuição do potencial de oxidação do metanol sobre o substrato. Na eletro-oxidação do metanol os melhores resultados foram obtidos na presença de estanho, no entanto ressalta-se que neste caso a influência da rotação não foi significante e as medidas de cronoamperometria indicaram melhor atividade nesta situação com o eletrodo modificado. / Methanol oxidation reaction was studied with copper and tin modified single-crystal electrodes. This study was carried out using UPD and OPD techniques using the EDRMP configurations the results showed that the coverage degree of copper and tin on platinum single-crystal as less than one monolayer (_ 10% monolayer) and possible with the formation of islands in bi and tridimenision. The deposition of copper was not good to the methanol oxidation reaction, possible due to a higher solvatation by anions at the Cu sites, conducting to a blocking effect on the Pt neighboring atoms. The tin deposition have shown a higher activity for methanol oxidation reaction. This ascribed to the hydroxides formation at tin sites, which increase the kinetics of CO oxidation following the bifunctional mechanism.

Copper (Cu) electrodeposition on ruthenium (Ru) oxides was studied due to important implications in semiconductor industry. Ruthenium, proposed as the copper diffusion barrier/liner material, has higher oxygen affinity to form different oxides. Three different oxides (the native oxide, reversible oxide, and irreversible oxide) were studied. Native oxide can be formed on exposing Ru in atmosphere. The reversible and irreversible oxides can be formed by applying electrochemical potential. Investigation of Cu under potential deposition on these oxides indicates the similarity between native and reversible oxides by its nature of inhibiting Cu deposition. Irreversible oxide formed on Ru surface is rather conductive and interfacial binding between Cu and Ru is greatly enhanced. After deposition, bimetallic corrosion of Cu/Ru in different polyphenols was studied. Polyphenols are widely used as antioxidants in post chemical mechanical planarization (CMP). For this purpose, different trihydroxyl substituted benzenes were used as antioxidants. Ru, with its noble nature enhances bimetallic corrosion of Cu. Gallic acid (3,4,5 - trihydroxybenzoic acid) was chosen as model compound. A mechanism has been proposed and validity of the mechanism was checked with other antioxidants. Results show that understanding the chemical structure of antioxidants is necessary during its course of reaction with Cu.