ESTUDO COMPARATIVO DA ATIVIDADE ELETROCATALÍTICA DA REDUÇÃO DE OXIGÊNIO POR NANOPARTÍCULAS DE ÓXIDOS METÁLICOS (Fe2O3 e Co3O4) EM MEIO ÁCIDO.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: ALVES, Ismael Carlos Braga lattes
Orientador(a): MARQUES, Aldaléa Lopes Brandes lattes
Banca de defesa: MARQUES, Aldaléa Lopes Brandes lattes, LIMA NETO, Pedro de lattes, BEZERRA, Cícero Wellington Brito lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Maranhão
Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA/CCET
Departamento: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA/CCET
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Eletrocatálise; nanopartículas metálicas; óxido de ferro; óxido de cobalto; redução de oxigênio
Palavras-chave em Inglês:
electrocatalysis; metalic nanoparticles; iron oxide; cobalt oxide; oxygen reduction
Área do conhecimento CNPq:
Fisico-Química.
Link de acesso: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/2372
Resumo: This work presents a comparative study about the oxygen reduction reaction (ORR), catalyzed by nanoparticles of metal oxides (Fe2O3 and Co3O4) anchored on the vitreous carbon electrode (VCE) surface. The nanoparticles were synthesized using the modified polymer precursor method (Pechini). The nanomaterials were characterized by Fourier Transform Infrared (FTIR)Spectroscopy, and X-ray diffraction (XRD) techniques. The estimated average size were 20.47 and 31 nm, respectively, for iron and cobalt oxides. Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) showed that VCE/Fe2O3 has a lower charge transfer resistance (Rtc) when compared to ECV/Co3O4. The electrochemical activity of the RRO was studied by cyclic voltammetry (CV) and rotating disk voltammetry experiment in acid solution. The number of electrons for the electrocatalytic reduction of oxygen was found to be 3.58 and 2.57 for ECV / Fe2O3 and ECV / Co3O4, respectively. The response of the electroctalysts for the RRO was also verified in the presence of methanol, and both catalysts presented no significant lost of the electrocatalytic activity for RRO. However the ECV/Fe2O3 presented higher catalytic activity (higher current) in this study. These results indicated that ECV/Fe2O3 is more efficient for the RRO, from the electrocatalytic point of view.
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The nanoparticles were synthesized using the modified polymer precursor method (Pechini). The nanomaterials were characterized by Fourier Transform Infrared (FTIR)Spectroscopy, and X-ray diffraction (XRD) techniques. The estimated average size were 20.47 and 31 nm, respectively, for iron and cobalt oxides. Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) showed that VCE/Fe2O3 has a lower charge transfer resistance (Rtc) when compared to ECV/Co3O4. The electrochemical activity of the RRO was studied by cyclic voltammetry (CV) and rotating disk voltammetry experiment in acid solution. The number of electrons for the electrocatalytic reduction of oxygen was found to be 3.58 and 2.57 for ECV / Fe2O3 and ECV / Co3O4, respectively. The response of the electroctalysts for the RRO was also verified in the presence of methanol, and both catalysts presented no significant lost of the electrocatalytic activity for RRO. However the ECV/Fe2O3 presented higher catalytic activity (higher current) in this study. These results indicated that ECV/Fe2O3 is more efficient for the RRO, from the electrocatalytic point of view.Este trabalho apresenta um estudo comparativo da reação de redução do oxigênio (RRO), catalisada por nanopartículas de óxidos metálicos (Fe2O3 e Co3O4) ancoradas na superfície do eletrodo de carbono vítreo (ECV). As nanopartículas foram sintetizadas utilizando o método dos precursores poliméricos modificado (Pechini). Os nanomateriais foram caracterizados pelas técnicas de Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Difração de Raios X (DRX), sendo o tamanho médio estimado de 20,47 e 31 nm, respectivamente, para os óxidos de ferro e cobalto. A Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIS) mostrou que o ECV/Fe2O3 apresenta uma menor resistência à transferência de carga (Rct), quando comparado ao ECV/Co3O4. A atividade eletrocalítica da RRO foi estudada por meio das técnicas de voltametria cíclica (VC) e pelas curvas polarização com eletrodo disco rotatório (EDR) em solução ácida. O número de elétrons para a redução eletrocatalítica de oxigênio foi determinado como sendo 3,58 e 2,57 para ECV/Fe2O3 e ECV/Co3O4, respectivamente. A resposta dos eletrocatalisadores para a RRO também foi verificada na presença de metanol, e ambos os catalisadores não apresentaram perda significativa da atividade eletrocatalítica da RRO. No entanto, o ECV / Fe2O3 apresentou maior atividade catalítica (maior corrente) neste estudo. Estes resultados indicaram que o ECV / Fe2O3 é mais eficiente para a RRO, do ponto de vista eletrocatalítico.Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2018-09-12T15:09:15Z No. of bitstreams: 1 Ismael Carlos Braga Alves.pdf: 1161344 bytes, checksum: 6b923defb5a9e99655575017c45fdeb1 (MD5)Made available in DSpace on 2018-09-12T15:09:15Z (GMT). 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