Eletrodeposição de Ag em meio de líquido iônico prótico

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Sousa, Natalia Gomes
Orientador(a): Correia, Adriana Nunes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/63372
Resumo: The electrodeposition of silver is essential for industry and commerce, through the manufacture of aesthetic products or electronic devices, being regularly carried out in alkaline cyanide baths that are highly corrosive and toxic. This work presents a methodology using protic ionic liquid (PIL), 1-H methylimidazolium hydrogen sulfate [HMIM+ ] [HSO4 − ] as a support electrolyte in the electrodeposition of silver on gold electrode, as an environmentally friendly alternative to a process. Cyclic voltammograms for the redox pair Ag+ / Ag revealed the presence of a process for reduction and oxidation of Ag+ ions, without potential 0,06 ± 0,006 V, being an almost reversible process. The effect of temperature on the electrodeposition of silver is known to be limited to a temperature above 35 ºC, due to the balance between the Ag+ cations and the HSO4 − anion in the PIL. Using the Cottrell equation, the diffusion coefficient (D) values of Ag+ ions were calculated in [HMIM+ ] [HSO4 − ] at 23.5; 35 and 45 ºC. The D values were 6.67 × 10−8 ; 6.94 × 10−8 and 4.32 × 10−8 cm2 s −1 , respectively. The dependence on the diffusion coefficient values related to the equilibrium hypothesis, which was confirmed by the Density Functional Theory. The result of this thermodynamic calculation proved to be exergonic. The morphology of the silver electrodeposits has changed as to the deposition mode (potentiostatic and galvanostatic), the shape of the dendrites has changed. The electrodeposit with the highest uniformity was obtained galvanostatically at 45 °C.
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Cyclic voltammograms for the redox pair Ag+ / Ag revealed the presence of a process for reduction and oxidation of Ag+ ions, without potential 0,06 ± 0,006 V, being an almost reversible process. The effect of temperature on the electrodeposition of silver is known to be limited to a temperature above 35 ºC, due to the balance between the Ag+ cations and the HSO4 − anion in the PIL. Using the Cottrell equation, the diffusion coefficient (D) values of Ag+ ions were calculated in [HMIM+ ] [HSO4 − ] at 23.5; 35 and 45 ºC. The D values were 6.67 × 10−8 ; 6.94 × 10−8 and 4.32 × 10−8 cm2 s −1 , respectively. The dependence on the diffusion coefficient values related to the equilibrium hypothesis, which was confirmed by the Density Functional Theory. The result of this thermodynamic calculation proved to be exergonic. The morphology of the silver electrodeposits has changed as to the deposition mode (potentiostatic and galvanostatic), the shape of the dendrites has changed. The electrodeposit with the highest uniformity was obtained galvanostatically at 45 °C.A eletrodeposição de prata (Ag) é essencial para a indústria e o comércio, por meio da fabricação de produtos estéticos ou dispositivos eletrônicos, sendo realizada regularmente em banhos de cianeto alcalino fortemente corrosivo e tóxico. Este trabalho apresenta uma metodologia utilizando o líquido iônico prótico (LIP), hidrogenossulfato de 1-H metilimidazólio ([HMIM+ ] [HSO4 − ]) como eletrólito de suporte para eletrodeposição de Ag sobre eletrodo de ouro, como uma alternativa ambientalmente amigável a esse processo. Os voltamogramas cíclicos para o par redox Ag+ /Ag revelaram a presença de um processo para redução e oxidação de Ag, no potencial 0,06 ± 0,006 V, sendo um processo quase reversível. O efeito da temperatura sobre a eletrodeposição de Ag mostrou-se limitado a temperaturas acima de 35 ºC, devido ao equilíbrio químico entre os cátions Ag+ e o ânion HSO4 − no LIP. Por meio da equação de Cottrell, calculou-se os valores de coeficiente de difusão (D) de Ag em meio de [HMIM+ ] [HSO4 − ] nas temperaturas 23,5; 35 e 45 ºC. Os valores de D foram 6,67×10−8 ; 6,94×10−8 e 4,32×10−8 cm2 s −1 , respectivamente. A dependência dos valores de coeficiente de difusão foi relacionada à hipótese de equilíbrio químico, que foi confirmada pelos cálculos de teoria do funcional da densidade (do inglês Density Functional Theory, DFT). O resultado desse cálculo termodinâmico mostrou-se exergônico. A morfologia dos eletrodepósitos de Ag mudou quanto ao modo de deposição (potenciostático e galvanostático), apresentando a forma de dendritos. O eletrodepósito com maior uniformidade foi o obtido galvanostaticamente a 45 ºC.EletrodeposiçãoPrataLíquido iônico próticoTeoria do funcional da densidadeEletrodeposição de Ag em meio de líquido iônico próticoElectrodeposition of Ag in a protic ionic liquid mediuminfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/63372/4/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD54ORIGINAL2021_dis_ngsousa.pdf2021_dis_ngsousa.pdfapplication/pdf1899223http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/63372/3/2021_dis_ngsousa.pdf80dc13dcf3b26cbc1f7e7512bb4140a2MD53riufc/633722022-01-06 16:26:57.272oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2022-01-06T19:26:57Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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