Eletrocatalisadores de MoS2 e WS2 modificados com Rh e RhFe para eletroredução de nitrogênio (2023)
- Authors:
- Autor USP: ARAUJO, RODRIGO GOMES DE - IQSC
- Unidade: IQSC
- DOI: 10.11606/D.75.2023.tde-04102023-092132
- Subjects: ELETROCATÁLISE; ELETRÓLISE
- Keywords: ammonia; amônia; electrocatalysis; eletrocatálise; eletrólise; nitrogen reduction reaction; redução do nitrogênio
- Language: Português
- Abstract: O processo Haber-Bosch de produção de amônia utiliza predominantemente o hidrogênio produzido pela reforma a vapor de hidrocarbonetos, resultando na liberação de gases de efeito estufa na atmosfera. A eletroredução do nitrogênio a amônia em condições de temperatura e pressão ambiente tem ganhado destaque, visto que fornece uma alternativa ao processo atual de produção, diminuindo drasticamente as emissões de CO2 para a síntese de NH3. Por essa razão, a reação de redução de nitrogênio (RRN) está sendo profundamente investigada como uma via de produção de amônia em grande escala industrial de forma sustentável. Neste trabalho, eletrocatalisadores comerciais de MoS2 e WS2 foram modificados com Rh utilizando o método de impregnação. Além disso, modificou-se com os eletrocatalisadores comerciais com nanopartículas de RhFe sintetizadas pelo método poliol e investigados frente sua atividade catalítica para a RRN. Os catalisadores foram caracterizados por técnicas físicas tais como: microscopia eletrônica de transmissão, difração de Raios X, e espectroscopia de Raios X por energia dispersiva, apresentando um valor abaixo de 1% de Rh impregnado, e valores de 9% em massa de RhFe com uma proporção atômica de 60:40 (Rh:Fe). Os métodos eletroquímicos constituíram de voltametria cíclica, voltametria linear e cronoamperometria. Os produtos de reação foram detectados por espectroscopia de massas on-line e espectroscopia de UV-vis. Os resultados de quantificação indicaram que o MoS2 foi ocatalisador com melhor desempenho para a redução de nitrogênio em meio ácido apresentando um valor de produção de NH3 de 4,15 µg h^[-1] mgcat^[-1] e para o catalisador de WS2, 3,19 µg h^[-1] mgcat^[-1] em -0,7 V vs. RHE. Análises espectroscopia de massas para razões massa/carga: 2 (H2), 17 (NH3) e 33 (NH2OH) para os catalisadores MoS2, WS2, Rh/MoS2 e Rh/WS2 indicaram que a RRN ocorre em paralelo com reação de desprendimento de hidrogênio (RRH) e a adição do Rh alterou o potencial de início da reação. O catalisador de RhFe não apresentou atividade para a RRN, porém mostrou-se atividade para a reação de RRH
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- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2023
- Data da defesa: 26.09.2023
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
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ABNT
ARAUJO, Rodrigo Gomes de. Eletrocatalisadores de MoS2 e WS2 modificados com Rh e RhFe para eletroredução de nitrogênio. 2023. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-04102023-092132/. Acesso em: 11 out. 2024. -
APA
Araujo, R. G. de. (2023). Eletrocatalisadores de MoS2 e WS2 modificados com Rh e RhFe para eletroredução de nitrogênio (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-04102023-092132/ -
NLM
Araujo RG de. Eletrocatalisadores de MoS2 e WS2 modificados com Rh e RhFe para eletroredução de nitrogênio [Internet]. 2023 ;[citado 2024 out. 11 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-04102023-092132/ -
Vancouver
Araujo RG de. Eletrocatalisadores de MoS2 e WS2 modificados com Rh e RhFe para eletroredução de nitrogênio [Internet]. 2023 ;[citado 2024 out. 11 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-04102023-092132/
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.75.2023.tde-04102023-092132 (Fonte: oaDOI API)
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