Orientador: Prof. Dr. Mauro Coelho dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2015. / Este trabalho apresenta a síntese e a caracterização de eletrocatalisadores binários e ternários suportados em carbono com paládio (PdSn/C, PdIr/C e PdSnIr/C) para oxidação do etanol em meio alcalino. Os materiais foram preparados pelo método sol-gel com 20% em massa dos metais e as proporções foram: para os binários de PdSn/C e PdIr/C 1:1, 2:1 e 3:1 (m/m); para os ternários de PdSnIr/C 1:1:1, 2:1:1 e 3:1:1 (m/m). Teve-se como objetivo definir quais apresentassem melhores resultados, possibilitando diminuir a quantidade do Pd, favorecendo a otimização da composição metálica para obter a melhor atividade eletrocatalítica para a oxidação do etanol. A caracterização física foi feita por medidas de difração de raios-X (DRX) e as análises indicaram principalmente a formação de óxidos dos metais. Por microscopia eletrônica de transmissão (MET) as partículas apresentaram tamanhos médios entre 5 e 9 nm e dispersão homogênea no suporte de carbono, com formação de alguns aglomerados. Experimentos de voltametria cíclica e cronoamperometria foram realizados para avaliar a atividade eletrocatalítica dos materiais. O eletrocatalisador binário PdIr/C 1:1 apresentou os melhores resultados pelas análises eletroquímicas quando comparado aos demais eletrocatalisadores binários e ternários produzidos. Sugere-se que este comportamento possa ser explicado pela oxidação de etanol com maior número efetivo de elétrons, pois formou-se principalmente, por análise em infra vermelho (IV), acetatos e acetaldeídos, vias favorecidas cineticamente, fato que pode ser atribuído à maximização da adsorção de etanol, ao mecanismo bifuncional e ao efeito eletrônico que também não pode ser descartado. Para os estudos conduzidos em célula a combustível, PdSn/C 3:1 apresentou melhores resultados, atribuídos a uma maior condutividade deste material, de acordo com o conteúdo de Pd. Do ponto de vista econômico e funcional, todos os eletrocatalisadores produzidos proporcionaram uma melhora no desempenho eletrocatalítico, quando comparados a Pd/C. / This work describes the synthesis and characterization of binary and ternary carbon supported electrocatalysts with palladium: (PdSn/C, PdIr/C e PdSnIr/C) for ethanol oxidation in alkaline medium. The materials were prepared by sol-gel method with 20% by weight of the metals and the proportions are, for binary PdSn/C e PdIr/C 1:1, 2:1 e 3:1 (w/w); for the ternary PdSnIr/C 1:1:1, 2:1:1 e 3:1:1 (w/w) in order to define which show the best results allowing a reduction in the amount of Pd, favoring the optimization of the metallic composition to obtain the best electrocatalytic activity for the oxidation of ethanol. The physical characterization was carried out by measurements of X-ray diffraction (XRD) and analysis indicated the formation of mainly metal oxides. By transmission electron microscopy (TEM) the particles had average sizes from 5 to 9 nm and homogeneous dispersion on carbon support, with formation of some clusters. Cyclic voltammetry and chronoamperometry experiments were conducted to evaluate the electrocatalytic activity of the material. Produced electrocatalysts had their activities compared, enabling the definition of the best material under study. The binary electrocatalyst PdIr/C 1:1 showed the best results, the electrochemical analysis when compared to other binary and ternary electrocatalysts produced, it is suggested that this behavior may be explained by the oxidation of ethanol with more effective electrons transferrence because formed mainly by analysis of infra-red (IR), acetates and acetaldehyde routes favored kinetically, which can be attributed to maximize the ethanol adsorption, the bifunctional mechanism and electronic effect cannot be ruled out. For studies conducted in fuel cell PdSn/C 3:1 showed better results what can suggest a higher conductivity of this material. From the economic and functional point of view all produced electrocatalysts provided an improved electrocatalytic performance, when comparing to Pd/C.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:79210 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Silva, Agrimaldo Abilio da |
| Contributors | Santos, Mauro Coelho dos, Colmati Júnior, Flávio, Bartoloni, Fernando Heering |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf, 89 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=79210&midiaext=71807, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=79210&midiaext=71806, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=79210 |
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