Orientador: Antonio Carlos Dias Ângelo / Banca: Luiz Henrique Dall'Antonia / Banca: Hamilton Brandão Varela de Albuquerque / Banca: Germano Tremiliosi Filho / Banca: Fenelon Martinho Lima Pontes / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caracter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: No presente trabalho foram estudadas as reações de oxidação de etileno glicol e glicerol sobre a superfície dos intermetálicos PtSb/C e PdSb/C, em meio alcalino (NaOH) e ácido (HCIO4). As nanopartículas intermetálicas de PtSb/C e PdSb/C foram preparadas pelo método de redução de poliol e caracterizadas por DRX, MEV-EDX e MET, cujos resultados indicaram que a metodologia utilizada foi eficaz para a obtenção dos materiais na estequiometria desejada. A análise morfológica da superfície dos intermetálicos mostrou a formação de aglomerados e tamanho médio de partículas entre 1nm e 2nm, para o material PdSb/C e PtSb/C, respectivamente. A eletrocatálise das reações de oxidação dos alcóois foi avaliada por voltametria cíclica e cronoamperometria, em temperatura ambiente. Os resultados revelaram que o material PtSb/C apresenta maior desempenho eletroquímico que a Pt/C E-TEK na oxidação do glicerol em meio alcalino. O intermetálico PdSb/C não apresenta atividade eletroquímica em meio ácido. Contudo, em meio alcalino, o PdSB/C exibe maior tolerância ao bloqueio de intermediários adsorvidos do que a superfície da Pt/C E-TEK, e desloca o potencial de início de oxidação do glicerol para valores mais negativos, em relação ao Pd/C. Por meio de experimentos de espectroscopia de infravermelho in situ foram propostas rotas reacionais para as oxidações investigativas. A formação de CO2 em ácido, e carbonato em meio alcalino, foi observada para a superfície do PtSb/C na oxidação de ambos os alcóois, indicando que a clivagem da ligação C-C é efetiva sobre a superfície deste material. Contudo, o ácido glicólico é o principal produto formado durante a oxidação do etileno glicol, em meio ácido e alcalino, sobre a superfície do PtSb/C; e também na oxidação de ambos os alcoóis, sobre o eletrodo intermetálico... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, the oxidation reaction of ethylene glycol and glycerol on the surface of the intermetallics PtSb/C and PdSb/C electrodes were investigated in both alkaline (NaOH) and acid (HCIO4) media. The intermetallics PdSb/C and PtSb/C nanoparticles were prepared via the polyol reduction method, and the resulting nanoparticles were characterized by XRD, SEM-EDS, and TEM techniques. The characterization data have indicated that the employed methodology indeed furnished materials with the desidered chemical identity stoichiometry. Surface morphology analysis revealed the presence of particles with mean sizes of 1 nm and 2 nm for PdSb/C and PtSb/C, respectively, as well as the formation of agglomerates. Oxidation reactions of the investigated alcohols were studied by cyclic voltammetry and chronoamperometry at room temperature. The obtained results have demonstrated that the PtSb/C electrode performed better than Pt/C E-TEK for glycerol oxidation in alkaline medium. The intermetallic PdSb/C electrode did not display any electrochemical activity in acidic medium. However, in alkaline medium, the PdSb/C electrode exhibited higher tolerance to active site blockage as compared to the Pt/C R-TEK electrode surface. Moreover, the PdSb/C electrode shifted the onset of glycerol oxidation to less positive potential values as compared to Pd/C. In situ infrared spectroscopy experiments aided the proposal of reaction pathways for the studied oxidation reactions. The formation of Co2, in acidic medium, and carbonate, in alkaline medium, were detected for the reaction taking place on the surface of the PtSb/C electrode for the oxidation of both alcohols, showing that the C-C bond cleavage effectivelly took place on the surface of this material. Nevertheless, glycolic acid was the main product from ethylene glycol... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Fernando Luis Fertonani / Resumo: Neste trabalho voltametria cíclica, análise térmica (TG/DTG), e análise de superfície (Microanálise por EDX, mapeamento dos elementos, obtenção das imagens SEM e XRD), foram utilizadas para o estudo das reações em estado sólido entre a liga de composição Pt-Rh 80:20%(m/m) e o Hg. A partir das técnicas de voltametria cíclica e termogravimetria-termogravimetria derivada (TG/DTG), foi possível evidenciar o ataque efetivo do Hg sobre o substrato, e ainda, a formação de compostos de caráter covalente, do tipo: PtHg, PtHg2, RhHg2 e PtHg4, caracterizados através da técnica de difratometria de Raios X (XRD). As análises de superfície, permitiram revelar, a presença de um filme de intermetálicos sobre a superfície do substrato, e uma distribuição homogênea do Hg sobre a superfície do substrato. O sistema Pt-Rh 80:20%(m/m)-Hg apresentou um comportamento térmico (TG) e eletroquímico (VC), similar ao sistema Pt-Rh 85:15%(m/m)-Hg, e também apresentou um ataque considerável ao substrato quando comparado à liga de Pt-Rh 70:30%, esta, por sua vez, não apresenta a formação do intermetálico PtHg4. Desta forma, o comportamento observado para o sistema Pt-Rh 80:20% (m/m)- Hg, apresenta reatividade intermediária aos sistemas Pt-Rh 85:15%(m/m)-Hg e Pt- Rh 70:30%(m/m)-Hg, devido ao teor do elemento modificador, Rh, na matriz de Pt, como o esperado. / Abstract: In this work, ciclic voltametry, thermal analysis (TG/DTG), and analysis of surface (EDX Microanalysis, Mapping, and XRD), were utilized for the study of the reactions in solid state between the Pt-Rh 80:20% alloy and the Hg. The CV and TG showed an effective Hg attack on the alloy, and the formation of covalent compounds such as PtHg, PtHg2, RhHg2 and PtHg4, characterized by XRD technique. From the techniques of ciclic voltametry and termogravimetry-derived termogravimetry (TG/DTG), was possible show up an effective Hg attack on the alloy, and the covalent compounds formation as PtHg, PtHg2, RhHg2 and PtHg4, characterized by X-Rays Difratometry (XRD). The surface analysis showed an intermetallic film on the alloy surface, and the Hg homogeneous distribution on the surface. The Pt-Rh 80:20%(m/m)-Hg system presented an eletrochemical (VC) and thermal behavior (TG), similar to Pt-Rh 85:15%(m/m)-Hg system, and presented also a considerable Hg attack to the alloy when compared to the Pt-Rh 70:30% alloy, this system, doesn't present the intermetallic PtHg4 formation. In this way, the behavior observed for the system Pt-Rh 80:20% (m/m)-Hg, presents an intermediate reactivity to the systems Pt-Rh 85:15%(m/m)-Hg and Pt-Rh 70:30%(m/m)-Hg, due to the content of the modificator element, Rh, in the matrix of Pt, as him expected. Keywords: intermetallic compounds; platinum; rhodium; mercury. / Mestre