Recentemente foi demonstrado que a técnica de ressonância magnética nuclear no domínio do tempo (RMN-DT) é uma importante ferramenta analítica que é passível de ser acoplada com a eletroquímica (EQ-RMN). No entanto, como foi demonstrado nesse presente trabalho, a técnica de RMN não é passiva, ou seja, ela atua sobre as reações eletroquímicas aumentando a velocidade das reações realizadas in situ quando essas são limitadas por transporte de massas e/ou transferência de cargas. Essa alteração da taxa de reação é ocasionada por um fenômeno conhecido por magnetoeletrólise, que tem como principal resultante a força de Lorentz, que é o produto vetorial entre o campo magnético e o fluxo de íons gerado durante a eletrólise. O efeito do campo magnético sobre diferentes sistemas eletroquímicos foi comprovado na presença de campo magnético de equipamentos de RMN de baixa e alta resolução. Além do foco dado para a magnetoeletrólise durante o acoplamento EQ-RMN, novas células eletroquímicas foram miniaturizadas para a utilização com a RMN a partir de um método simples, rápido e robusto. Também foram feitas medições de velocimetria utilizando a técnica de imagem por spin eco com as quais foi possível visualizar e quantificar o efeito do campo magnético atuando sobre a reação de eletrodeposição de cobre realizada in situ. Esse trabalho foi o primeiro a utilizar o campo magnético do espectrômetro de RMN para estudar a magnetoeletrólise. Além disso, esse trabalho de doutorado foi o primeiro a utilizar um espectrômetro de RMN de bancada de alta resolução para o acoplamento com a eletroquímica. / Recently it was demonstrated that time domain Magnetic Nuclear Resonance (TD-NMR) is an important analytical technique which can be coupled to electrochemistry (EC-NMR). However, it was demonstrated in this work that NMR is not a passive technique, in other words it affects the electrochemical reactions performed in situ by increasing the reaction rate of mass transport and/or charge transfer limited reactions. This change in the reaction rate is caused by a phenomenon known as magnetoeletrolysis, it has as main resultant the Lorentz force, which is the vectorial product between the magnetic field vector and the ion flow produced during the electrolysis. The magnetic field effect on different electrochemical systems has been shown in the presence of magnetic fields of low and high resolution NMR spectrometers. In addition to the focus given to magnetoelectrolysis during the EC-NMR coupling, novel electrochemical cells were miniaturized for coupling with NMR by using a simple, rapid and robust method. Velocimetry measurements were also made using the spin-echo imaging technique with which it was possible to visualize and quantify the effect of the magnetic field acting on the in situ copper electrodeposition reaction. This work was the first to use the magnetic field of the NMR spectrometer to study magnetoelectrolysis. In addition, this doctoral thesis was the first to use a bench-top high resolution NMR spectrometer for coupling with electrochemistry.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-05072018-100643 |
| Date | 10 April 2018 |
| Creators | Lobo, Bruna Ferreira Gomes |
| Contributors | Colnago, Luiz Alberto |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | Tese de Doutorado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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