CAMPOS, Othon Souto. Estudo Mecanístico da Eletrodeposição de Cádmio em Meio de Sulfato Ácido. 2011. 46 f. Dissertação (Mestrado em química)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2011. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-06-02T19:41:14Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_oscampos.pdf: 938891 bytes, checksum: 170c80aaa846defc16b0b360c53792fb (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-20T20:01:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_oscampos.pdf: 938891 bytes, checksum: 170c80aaa846defc16b0b360c53792fb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-20T20:01:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_oscampos.pdf: 938891 bytes, checksum: 170c80aaa846defc16b0b360c53792fb (MD5) Previous issue date: 2011 / This work describes a mechanistical proposition for cadmium electrodeposition in acid sulfate medium on platinum substrate using electrochemical techniques. The cadmium electrodeposition studies were carried in sodium sulfate 1 mol L–1 medium containing cadmium sulfate 10–2 mol L–1, which the pH of the solutions were adjusted with analytical grade sulfuric acid. The pH interval of the work solutions were ranged between 1 and 3. In all studied medium, the potentiostatic polarization curves showed a diffusional plateau which obeys the Levich equation. The interfacial pH studies showed the influence of acid–base equilibrium of bisulfate ion with the formation of a coordination compound Cd(HSO4)+ in platinum electrode. It is proposed that the cadmium ion associated in acid–base equilibrium of bisulfate ion, deposits as cadmium bisulfate at an irreversible step, and followed by a reversible metallic deposition of cadmium with the leaving of bisulfate ion, and this step is slower than the first one. Then, a mathematical model was calculated for the mechanism proposed, and qualitative studies were carried regarding to the polarization curve and electrochemical impedance spectroscopy behavior. / Este trabalho descreve uma proposição mecanística para a deposição de cádmio em meio de sulfato ácido sobre substrato de platina utilizando técnicas eletroquímicas. Os estudos de eletrodeposição de cádmio foram feitas em meio de sulfato de sódio 1 mol L–1 contendo 10–2 mol L–1 de sulfato de cádmio, em que o pH das soluções foi ajustado com ácido sulfúrico PA. O intervalo de pH das soluções de trabalho foi variado entre 1 e 3. Em todos os meios estudados, as curvas de polarização potenciostática mostraram a formação de um patamar difusional que obedece a equação de Levich. Os estudos de pH local revelaram a influência do equilíbrio ácido–base do íon bissulfato com formação de compostos de coordenação Cd(HSO4)+ no eletrodo de platina. Propõe-se que o íon cádmio, associado ao equilíbrio ácido–base do íon bissulfato, deposita como bissulfato de cádmio numa etapa irreversível, e seguida pela deposição de cádmio metálico reversível com a saída do íon bissulfato, sendo esta última etapa mais lenta que a primeira. Desse modo, foi calculado um modelo matemático para o mecanismo proposto, sendo realizados estudos qualitativos em relação ao comportamento da curva de polarização e do espectro de impedância eletroquímica.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-03-07T12:13:32Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - Rudyere N. Silva.pdf: 2210655 bytes, checksum: 9a6bb45b8f0787da19c027da2a262132 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-03-07T12:13:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - Rudyere N. Silva.pdf: 2210655 bytes, checksum: 9a6bb45b8f0787da19c027da2a262132 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-03-07T12:14:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - Rudyere N. Silva.pdf: 2210655 bytes, checksum: 9a6bb45b8f0787da19c027da2a262132 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-07T12:14:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - Rudyere N. Silva.pdf: 2210655 bytes, checksum: 9a6bb45b8f0787da19c027da2a262132 (MD5) Previous issue date: 2016-10-14 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Recently, Pt-based catalysts with core-shell structure have been shown to be an alternative promising in the catalysis of the oxygen reduction reaction (RRO), providing a significant reduction of this noble metal in its composition. This work had as objective the obtaining of electrocatalysts with this type of structure to investigate its activities in front of the RRO. The synthesis method employed was sequential chemical reduction, in which nanoparticles of less noble metals were first obtained by the reduction of their precursors with NaBH4. These nanoparticles acted as nuclei for further Pt coating by reducing with ascorbic acid. The catalysts chosen for the synthesis were SnO2@Pt/C, Ni@Pt/C and NiSn@Pt/C. X-ray diffraction and cyclic voltammetry revealed evidence that core-shell structures were obtained in the synthesis of these electrocatalysts. The rotating disk electrode analyzes, in turn, showed that the highest activity for O2 reduction was attributed to the NiSn@Pt/C catalyst, even exceeding in about 82% the activity of the commercial Pt/C catalyst (E-TEK). However, Ni@Pt/C was the catalyst of lower activity among the electrocatalysts. Considering the RRO activity in the presence of methanol, the catalysts with core-shell structure synthesized presented higher tolerance to alcohol, especially in low overpotential values. The NiSn@Pt/C catalyst continued to exhibit the highest activity for the RRO, this time in the presence of methanol. It was shown to be broadly superior to Pt/C, to the other core-shell and Pt/C (E-TEK) catalysts, with activity in the presence of methanol four times higher than the commercial catalyst. / Recentemente, catalisadores à base de Pt com estrutura do tipo core-shell demonstraram-se como alternativas promissoras na catálise da reação de redução de oxigênio (RRO) ao mesmo tempo que proporcionaram redução significativa deste metal nobre em sua composição. Este trabalho teve como objetivo a obtenção de catalisadores com este tipo de estrutura para então investigar suas atividades frente à RRO. O método de síntese empregado foi a redução química sequencial, na qual primeiramente obteve-se nanopartículas de metais menos nobres através da redução de seus precursores com NaBH4. Estas nanopartículas atuaram como núcleos para um posterior recobrimento de Pt pela redução de seu precursor através da utilização de ácido ascórbico. Os catalisadores escolhidos para a síntese foram SnO2@Pt/C, Ni@Pt/C e NiSn@Pt/C. As análises de difração de raios-X e voltametria cíclica revelaram indícios de que estruturas do tipo core-shell foram obtidas na síntese destes catalisadores. As análises de eletrodo de disco rotatório, por sua vez, mostraram que a maior atividade para a redução de O2 foi atribuída ao catalisador de NiSn@Pt/C, ultrapassando, inclusive, cerca de 82% a atividade apresentada pelo catalisador comercial Pt/C (E-TEK). Entretanto, Ni@Pt/C apresentou-se como o catalisador de menor atividade dentre os estudados. Considerando a atividade frente à RRO na presença de metanol, os catalisadores com estrutura core-shell sintetizados apresentaram maior tolerância ao álcool principalmente em baixos valores de sobrepotenciais. O catalisador de NiSn@Pt/C continuou a exibir a maior atividade para a RRO, desta vez na presença de metanol. O mesmo demonstrou-se amplamente superior à Pt/C, aos demais catalisadores core-shell e à Pt/C (E-TEK), apresentando atividade na presença de metanol quatro vezes maior que o catalisador comercial.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao Alielson.pdf: 883958 bytes, checksum: f6ca1ed8e1b56766025ce616aa4101fb (MD5) Previous issue date: 2012-06-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The oxygen reduction reaction (ORR) in 1.0 mol/L KOH solutions catalyzed by FeTMPP/C and CoTMPP/C was investigated in absence and presence of BH4- anions with concentrations varying from 10-7 to 1.0 mol/L. Similar cyclic voltammetry and rotating disk electrode experiments have been also performed the commercial E-TEK Pt/C electrocatalysts. In absence of BH4- anions, the ORR proceeds via a direct 4 electron pathway on FeTMPP/C and Pt/C and via a peroxide pathway involving (2-electron process) on CoTMPP/C and Au/C catalysts. In addition, Pt/C presented the most positive onset potential for the reaction. In presence of BH4- anions, a drastic loss in the catalytic activity of the Pt/C electrode was observed, even for concentrations as low as 10-7 mol/L. The effect of temperature on the ORR was studied and from 20ºC up to 60ºC the diffusion limited current densities remained nearly constants. At 80ºC, a decrease in the current of density was observed, probably due to a decrease in the oxygen concentration and viscosity of the solution. Arrhenius plots [ln (k) vs. T-1] were used to evaluate the activation s energy (Ea) of the ORR in absence of borohydride and resulted in 47.6 kJ/mol and 50.3 kJ/mol for Pt/C and FeTMPP/C, respectively. In presence of borohydride in solution, the Ea value for Pt/C showed a pronounced decrease to 38.7 kJ/mol, due to borohydride oxidation as a parallel reaction, while for FeTMPP/C the value calculate was 52.7 kJ/mol, i.e., remained practically constant. Such results indicates that FeTMPP is an efficient catalyst for ORR in alkaline solutions and tolerant to BH4 anions. / A reação de redução de oxigênio (RRO) em solução KOH 1,0 mol/L catalisada por FeTMPP/C e CoTMPP/C foi investigada na ausência e presença de anions BH4- com concentrações variando de 10-7 a 1 mol/L. Experimentos similares com voltametria cíclica e eletrodo disco-anel e disco rotatório foram feitos em eletrocatalisadores Pt/C comercial da E-TEK e Au/C. Na ausência de BH4-, a RRO se processa via mecanismo 4 elétrons para eletrodos FeTMPP/C e Pt/C e via peróxido, ou seja, 2 elétrons sobre eletrodos CoTMPP/C e Au/C. Diante disto, o eletrodo Pt/C apresenta melhor potencial para a reação. Na presença de anions BH4-, foi observada uma drástica perda na atividade catalítica do eletrodo Pt/C até mesmo em baixas concentrações (10-7 mol/L). O efeito da temperatura sobre a RRO foi estudado na faixa de 20ºC a 60ºC manteve-se constante em relação às densidades de corrente. A 80ºC foi observada uma diminuição na densidade de corrente, muito provavelmente, devido à diminuição na concentração de oxigênio e a viscosidade da solução. Foi usada a relação de Arrhenius (ln K vs. T-1) para o calculo da energia de ativação da RRO na ausência de boroidreto resultando em 47.6 kJ/mol e 50.3 kJ/mol para Pt/C e FeTMPP/C, respectivamente. Na presença de boroidreto em solução, a energia de ativação da Pt/C mostrou uma diminuição considerável, devido a reação de oxidação dos anions BH4- acorrer paralelamente, enquanto que para o eletrodo FeTMPP/C aumentou para 52.7 kJ/mol, mantendo-se praticamente constante. Tais resultados indicam que o FeTMPP/C é um eficiente catalisador para a RRO em meio alcalino e tolerante a anions BH4-.