Nanopartículas de Pt suportadas em nanofitas de grafeno: síntese e perspectivas de aplicação em células a combustível alimentadas por derivados da biomassa

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2016
Autor(a) principal: Santos, Rodrigo Teles dos lattes
Orientador(a): Martins, Cauê Alves lattes
Banca de defesa: Trindade, Magno Aparecido Gonçalves lattes, Silva, Giuseppe Abíola Câmara da lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal da Grande Dourados
Programa de Pós-Graduação: Programa de pós-graduação em Química
Departamento: Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Biomassa
Eletro-oxidação
Eletroquímica
Nanofitas de grafeno
Palavras-chave em Inglês:
Biomass
Electrochemical
Graphene nanoribbons
Área do conhecimento CNPq:
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Link de acesso: http://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/handle/prefix/1384
Resumo: Neste trabalho, relatamos um método eficiente de conversão de nanotubos de carbono de paredes múltiplas a nanofitas de grafeno, simultaneamente a deposição de nanopartículas de platina sobre nanofitas, produzindo o material Pt/GNRs. Apresentamos a caracterização deste material realizado via técnicas de microscopia eletrônica de transmissão, microscopia eletrônica de varredura acoplada à espectroscopia de energia dispersiva de raios-X, espectroscopia Raman, espectroscopia de absorção no ultravioleta, difração de raios-X e isotermas de adsorção de N2, além de um estudo de hidrofilicidade. A atividade eletroquímica dos materiais Pt/GNRs e Pt/C foram avaliadas por voltametria cíclica e cronoamperometria, durante o processo de eletro-oxidação dos derivados da biomassa metanol, etanol e glicerol. A estabilidade foi estudada via ensaio de degradação, que consiste em submeter o material a sucessivos ciclos voltamétricos, além do estudo comparativo de redução de área superficial eletroquimicamente ativa. Os resultados mostram que o material sintetizado não apresentou melhora eletrocatalítica para o processo de eletro-oxidação de metanol, etanol e glicerol, mas que este material apresenta pronunciada melhora na estabilidade eletroquímica. Estes resultados sugerem a possibilidade da aplicação deste material como suporte para eletrocatalisadores plurimetálicos, a serem utilizados em células a combustível alimentadas diretamente por álcoois, com objetivo de aumentar a atividade catalítica e manter a estabilidade eletroquímica.
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Apresentamos a caracterização deste material realizado via técnicas de microscopia eletrônica de transmissão, microscopia eletrônica de varredura acoplada à espectroscopia de energia dispersiva de raios-X, espectroscopia Raman, espectroscopia de absorção no ultravioleta, difração de raios-X e isotermas de adsorção de N2, além de um estudo de hidrofilicidade. A atividade eletroquímica dos materiais Pt/GNRs e Pt/C foram avaliadas por voltametria cíclica e cronoamperometria, durante o processo de eletro-oxidação dos derivados da biomassa metanol, etanol e glicerol. A estabilidade foi estudada via ensaio de degradação, que consiste em submeter o material a sucessivos ciclos voltamétricos, além do estudo comparativo de redução de área superficial eletroquimicamente ativa. Os resultados mostram que o material sintetizado não apresentou melhora eletrocatalítica para o processo de eletro-oxidação de metanol, etanol e glicerol, mas que este material apresenta pronunciada melhora na estabilidade eletroquímica. Estes resultados sugerem a possibilidade da aplicação deste material como suporte para eletrocatalisadores plurimetálicos, a serem utilizados em células a combustível alimentadas diretamente por álcoois, com objetivo de aumentar a atividade catalítica e manter a estabilidade eletroquímica.In this work, we reported an efficient method to convert graphene oxides nanoribbons towards Pt nanoparticles (NPs) supported on graphene nanoribbons (Pt/GNRs) in one-step synthesis. Pt/GNRs were characterized by transmission electron microscopy, scanning electron microscopy coupled to an energy dispersive X-ray spectroscopy, Raman spectroscopy, ultraviolet absorption spectroscopy, X-ray diffraction, N2-adsorption isotherms and hydrophilicity measurements. The electroactivity of Pt/GNRs NPs towards biomass-derived, namely methanol, ethanol and glycerol, was investigated through electrochemical measurements, as cyclic voltammetry and chronoamperometry. The electrochemical stability of se nanomaterials was investigated through exhaustive potential cycles, which was monitored by the decay in the current density and electrochemically active surface area. We used microscopies images to follow the degradation process. All parameters were compared to the performance of commercial Pt/C NPs. Our results revealed that Pt/GNRs do not show any significant improvement in the activity towards biomass-derived electrooxidation, but display a pronounced enhancement in the stability of the nanomaterials. Hence, our results suggest that multimetallic Pt-based NPs immobilized on GNRs are potential candidates to be used as anodes in direct alcohol fuel cells. The use of the additional metal(s) in the Pt structure might improve the activity while GNRs keep the enhanced stability.Submitted by Alison Souza (alisonsouza@ufgd.edu.br) on 2019-07-31T19:28:11Z No. of bitstreams: 1 RodrigoTelesdosSantos.pdf: 2815404 bytes, checksum: cf52cd04d389ba6e5c5be14984bd6ba9 (MD5)Made available in DSpace on 2019-07-31T19:28:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodrigoTelesdosSantos.pdf: 2815404 bytes, checksum: cf52cd04d389ba6e5c5be14984bd6ba9 (MD5) Previous issue date: 2016-10-19Fundação de Apoio ao Desenvolvimento do Ensino, Ciência e Tecnologia do Estado de Mato Grosso do Sul (FUNDECT)porUniversidade Federal da Grande DouradosPrograma de pós-graduação em QuímicaUFGDBrasilFaculdade de Ciências Exatas e TecnologiaCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICABiomassaEletro-oxidaçãoEletroquímicaNanofitas de grafenoBiomassElectrochemicalGraphene nanoribbonsNanopartículas de Pt suportadas em nanofitas de grafeno: síntese e perspectivas de aplicação em células a combustível alimentadas por derivados da biomassainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFGDinstname:Universidade Federal da Grande Dourados (UFGD)instacron:UFGDTEXTRodrigoTelesdosSantos.pdf.txtRodrigoTelesdosSantos.pdf.txtExtracted texttext/plain137614https://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/bitstream/prefix/1384/3/RodrigoTelesdosSantos.pdf.txt146267cf772b080270b6daec318f114eMD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81866https://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/bitstream/prefix/1384/2/license.txt43cd690d6a359e86c1fe3d5b7cba0c9bMD52ORIGINALRodrigoTelesdosSantos.pdfRodrigoTelesdosSantos.pdfapplication/pdf2815404https://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/bitstream/prefix/1384/1/RodrigoTelesdosSantos.pdfcf52cd04d389ba6e5c5be14984bd6ba9MD51prefix/13842023-09-14 01:39:27.07oai:https://repositorio.ufgd.edu.br/jspui:prefix/1384TElDRU7Dh0EgREUgRElTVFJJQlVJw4fDg08gTsODTy1FWENMVVNJVkEKCkNvbSBhIGFwcmVzZW50YcOnw6NvIGRlc3RhIGxpY2Vuw6dhLCB2b2PDqiAobyBhdXRvciAoZXMpIG91IG8gdGl0dWxhciBkb3MgZGlyZWl0b3MgZGUgYXV0b3IpIGNvbmNlZGUgYW8gUmVwb3NpdMOzcmlvIApJbnN0aXR1Y2lvbmFsIG8gZGlyZWl0byBuw6NvLWV4Y2x1c2l2byBkZSByZXByb2R1emlyLCAgdHJhZHV6aXIgKGNvbmZvcm1lIGRlZmluaWRvIGFiYWl4byksIGUvb3UgZGlzdHJpYnVpciBhIApzdWEgcHVibGljYcOnw6NvIChpbmNsdWluZG8gbyByZXN1bW8pIHBvciB0b2RvIG8gbXVuZG8gbm8gZm9ybWF0byBpbXByZXNzbyBlIGVsZXRyw7RuaWNvIGUgZW0gcXVhbHF1ZXIgbWVpbywgaW5jbHVpbmRvIG9zIApmb3JtYXRvcyDDoXVkaW8gb3UgdsOtZGVvLgoKVm9jw6ogY29uY29yZGEgcXVlIG8gRGVwb3NpdGEgcG9kZSwgc2VtIGFsdGVyYXIgbyBjb250ZcO6ZG8sIHRyYW5zcG9yIGEgc3VhIHB1YmxpY2HDp8OjbyBwYXJhIHF1YWxxdWVyIG1laW8gb3UgZm9ybWF0byAKcGFyYSBmaW5zIGRlIHByZXNlcnZhw6fDo28uCgpWb2PDqiB0YW1iw6ltIGNvbmNvcmRhIHF1ZSBvIERlcG9zaXRhIHBvZGUgbWFudGVyIG1haXMgZGUgdW1hIGPDs3BpYSBkZSBzdWEgcHVibGljYcOnw6NvIHBhcmEgZmlucyBkZSBzZWd1cmFuw6dhLCBiYWNrLXVwIAplIHByZXNlcnZhw6fDo28uCgpWb2PDqiBkZWNsYXJhIHF1ZSBhIHN1YSBwdWJsaWNhw6fDo28gw6kgb3JpZ2luYWwgZSBxdWUgdm9jw6ogdGVtIG8gcG9kZXIgZGUgY29uY2VkZXIgb3MgZGlyZWl0b3MgY29udGlkb3MgbmVzdGEgbGljZW7Dp2EuIApWb2PDqiB0YW1iw6ltIGRlY2xhcmEgcXVlIG8gZGVww7NzaXRvIGRhIHN1YSBwdWJsaWNhw6fDo28gbsOjbywgcXVlIHNlamEgZGUgc2V1IGNvbmhlY2ltZW50bywgaW5mcmluZ2UgZGlyZWl0b3MgYXV0b3JhaXMgCmRlIG5pbmd1w6ltLgoKQ2FzbyBhIHN1YSBwdWJsaWNhw6fDo28gY29udGVuaGEgbWF0ZXJpYWwgcXVlIHZvY8OqIG7Do28gcG9zc3VpIGEgdGl0dWxhcmlkYWRlIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcywgdm9jw6ogZGVjbGFyYSBxdWUgCm9idGV2ZSBhIHBlcm1pc3PDo28gaXJyZXN0cml0YSBkbyBkZXRlbnRvciBkb3MgZGlyZWl0b3MgYXV0b3JhaXMgcGFyYSBjb25jZWRlciBhbyBEZXBvc2l0YSBvcyBkaXJlaXRvcyBhcHJlc2VudGFkb3MgCm5lc3RhIGxpY2Vuw6dhLCBlIHF1ZSBlc3NlIG1hdGVyaWFsIGRlIHByb3ByaWVkYWRlIGRlIHRlcmNlaXJvcyBlc3TDoSBjbGFyYW1lbnRlIGlkZW50aWZpY2FkbyBlIHJlY29uaGVjaWRvIG5vIHRleHRvIApvdSBubyBjb250ZcO6ZG8gZGEgcHVibGljYcOnw6NvIG9yYSBkZXBvc2l0YWRhLgoKQ0FTTyBBIFBVQkxJQ0HDh8ODTyBPUkEgREVQT1NJVEFEQSBURU5IQSBTSURPIFJFU1VMVEFETyBERSBVTSBQQVRST0PDjU5JTyBPVSBBUE9JTyBERSBVTUEgQUfDik5DSUEgREUgRk9NRU5UTyBPVSBPVVRSTyAKT1JHQU5JU01PLCBWT0PDiiBERUNMQVJBIFFVRSBSRVNQRUlUT1UgVE9ET1MgRSBRVUFJU1FVRVIgRElSRUlUT1MgREUgUkVWSVPDg08gQ09NTyBUQU1Cw4lNIEFTIERFTUFJUyBPQlJJR0HDh8OVRVMgCkVYSUdJREFTIFBPUiBDT05UUkFUTyBPVSBBQ09SRE8uCgpPIERlcG9zaXRhIHNlIGNvbXByb21ldGUgYSBpZGVudGlmaWNhciBjbGFyYW1lbnRlIG8gc2V1IG5vbWUgKHMpIG91IG8ocykgbm9tZShzKSBkbyhzKSBkZXRlbnRvcihlcykgZG9zIGRpcmVpdG9zIAphdXRvcmFpcyBkYSBwdWJsaWNhw6fDo28sIGUgbsOjbyBmYXLDoSBxdWFscXVlciBhbHRlcmHDp8OjbywgYWzDqW0gZGFxdWVsYXMgY29uY2VkaWRhcyBwb3IgZXN0YSBsaWNlbsOnYS4KBiblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/PUBhttp://repositorio.ufgd.edu.br/oai/request?verb=ListRecords&metadataPrefix=oai_dcbiblioteca.csb@ufgd.edu.br||andersonpiassarollo@ufgd.edu.bropendoar:2023-09-14T05:39:27Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFGD - Universidade Federal da Grande Dourados (UFGD)false
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