Desenvolvimento de catalisadores preparados pelo método sol-gel para a oxidação de metanol (2008)
- Authors:
- Autor USP: EGUILUZ, KATLIN IVON BARRIOS - IQSC
- Unidade: IQSC
- Subjects: CATALISADORES; FÍSICO-QUÍMICA
- Language: Português
- Abstract: Este trabalho descreve o desenvolvimento e caracterização de novos materiais catalíticos para a oxidação de metanol em aplicações em células a combustível de metanol direto. Os materiais foram preparados utilizando o método sol-gel pela incorporação de diversas quantidades de metais, tais como: Ru, Ir, Ce, Mo e Pb sobre amostras de pó de Pt/C da E-Tek (10% Pt). Na maioria dos casos, o compósito resultante estava formado pelos referidos óxidos metálicos como observado nas medidas de caracterização física. Os sistemas estudados incluíram as seguintes misturas binárias: (Pt0,50-(RuO2)0,50/C, Pt0,50-(IrOx)0,50/C, Pt0,50-(CeO2)0,50/C, (PtOx)0,50-(PbOx)0,50/C, Pt0,50-(MoO3)0,50/C) e as misturas ternárias: (Pt0,25(RuO2-IrOx)0,75/C, Pt0,50(RuO2-IrOx)0,50/C, Pt0,75(RuO2-IrOx)0,25/C, Pt0,25(RuO2-CeO2)0,75/C, Pt0,50(RuO2-CeO2)0,50/C, Pt0,75(RuO2-CeO2)0,25/C, (PtOx)0,25(RuO2-PbOx)0,75/C, (PtOx)0,50(RuO2-PbOx)0,50/C, (PtOx)0,75(RuO2-PbOx)0,25/C, Pt0,25(RuO2-MoO3)0,75/C, Pt0,50(RuO2-MoO3)050/C e Pt0,75(RuO2-MoO3)0,25/C). Medidas de difratometria de raios-X, mostraram que todos os metais incorporados às amostras de Pt/C sintetizam-se como óxidos (RuO2, IrO2, Ir2O3, CeO2, Pb3O4 e MoO3), enquanto que a platina manteve-se como Pt metálica com exceção nos compósitos contendo chumbo, nos quais na sua composição final mostraram Pt, assim como, PtO e PtO2.) Os compósitos preparados pelo método sol-gel foram de tamanho nanométrico (2,8-3,5 nm) comoobservado por microscopia eletrônica de transmissão assim como por difração de raios-X, enquanto que, medidas de energia dispersiva de raios-X mostraram que os compostos apresentam composições próximas aos valores usados na preparação experimental. A oxidação de metanol foi estudada em todos os compósitos por voltametria cíclica seguida pelas curvas de polarização em estado quase-estacionário com os correspondentes diagramas de Tafel e finalmente pelos testes cronoamperométricos com analise dos principais produtos na solução por cromatografia. Os valores do coeficiente angular obtidos nos diagramas de Tafel (b) são um indicativo que a etapa determinante da velocidade da reação (rds) de eletro-oxidação de metanol sobre os catalisadores contendo Ir é a quebra de uma das ligações C-H na molécula de CH3OH com a transferência do primeiro elétron (b = 120 mV dec?1). Entretanto, para os outros catalisadores estudados os valores de b estão em torno de 90 mV dec?1, indicando que a rds nesses casos pode ser à remoção oxidativa do COads pelos intermediários adsorvidos provenientes da oxidação da molécula de água (R-OH') ) Por outro lado, analises cromatográficos dos produtos formados na solução durante os testes cronoamperométricos mostraram que o compósito Pt0,25(RuO2-IrOx)0,75/C apresentou o melhor desempenho catalítico para oxidação de metanol. Isto devido a que, sobre este catalisador, não foi observado acumulo de formaldeído em quanto que o ácidofórmico remanescente foi menor do que o observado sobre os outros catalisadores estudados, usando cargas elétricas equivalentes. Isto é um forte indicativo de que a oxidação de metanol em este material é eficiente, oxidando também moléculas de formaldeído e acido fórmico até CO2 sem a formação de intermediários solúveis na solução. Portanto, este estudo mostra claramente que os melhores catalisadores para a oxidação de metanol são: Pt0,25(RuO2-IrOx)0,75/C, Pt0,50(RuO2-IrOx)0,50/C e Pt0,75(RuO2-IrOx)0,25/C, confirmando que a combinação de Pt, Ru e Ir é promissora para esta aplicação
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2008
- Data da defesa: 10.07.2008
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ABNT
EGUILUZ, Katlin Ivon Barrios. Desenvolvimento de catalisadores preparados pelo método sol-gel para a oxidação de metanol. 2008. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2008. . Acesso em: 24 set. 2024. -
APA
Eguiluz, K. I. B. (2008). Desenvolvimento de catalisadores preparados pelo método sol-gel para a oxidação de metanol (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. -
NLM
Eguiluz KIB. Desenvolvimento de catalisadores preparados pelo método sol-gel para a oxidação de metanol. 2008 ;[citado 2024 set. 24 ] -
Vancouver
Eguiluz KIB. Desenvolvimento de catalisadores preparados pelo método sol-gel para a oxidação de metanol. 2008 ;[citado 2024 set. 24 ]
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