Nanopartículas de prata e prata-paládio estabilizadas pela polietilenoimina linear funcionalizada: formação, caracterização e aplicações catalíticas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2012
Autor(a) principal: Santos, Kelly de Oliveira
Orientador(a): Domingos, Josiel Barbosa
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Florianópolis
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Link de acesso: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/99481
Resumo: Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química
id UFSC_ac2a80c3aeeba06c5f15d3d5f49e6938
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsc.br:123456789/99481
network_acronym_str UFSC
network_name_str Repositório Institucional da UFSC
repository_id_str
spelling Universidade Federal de Santa CatarinaSantos, Kelly de OliveiraDomingos, Josiel BarbosaYang, Hong2013-03-04T20:51:26Z2013-03-04T20:51:26Z20122012304876http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/99481Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em QuímicaA proposta deste trabalho foi a síntese, caracterização e estudo da atividade catalítica de nanopartículas (NPs) de prata e bimetálicas prata-paládio utilizando-se a polietilenoimina linear (LPEI) funcionalizada como estabilizante. A LPEI foi funcionalizada por meio de síntese do tipo "paralela" com grupos etanólicos e octílicos. Para a seleção dos melhores estabilizantes das Ag-NPs utilizou-se uma abordagem de processamento rápido e foram selecionados dois estabilizantes: F1 (LPEI funcionalizada com 0,4 eq. cloroetanol) e F12 (LPEI funcionalizada com 0,4 eq. cloroetanol e 0,5 eq. bromoctano). Para a otimização das condições de síntese das Ag-NPs utilizou-se planejamento fatorial. Então, as NPs bimetálicas foram sintetizadas utilizando-se a banda SPR das Ag-NPs como um probe in situ. As F1-AgPd-NPs se mostraram completamente esféricas e ocas, enquanto as NPs preparadas a partir das F12-Ag-NPs se apresentam como esferas porosas. Por fim, foram determinadas as atividade catalíticas: (i) das Ag-NPs na reação de redução do p-nitrofenol utilizando-se NaBH4 como agente redutor, onde foram obtidas as maiores constantes catalíticas encontradas na literatura; e (ii) das AgPd-NPs na reação de oxidação do ácido fórmico, onde apenas o sistema F1-AgPd-NPs foi eficiente, apresentando a maior atividade por área encontrada na literatura. As NPs foram caracterizadas por meio de diversas técnicas.The goal of this work was the synthesis, characterization and catalytic study of silver and bimetallic silver-palladium nanoparticles (NPs) having the modified linear polyethylene imine (LPEI) as stabilizer. In order to achive this goal, the methodoly used was based on five steps: (i) the LPEI functionalization with chloroethanol and bromoctane; (ii) selection of the best Ag-NPs stabilizers using a high-throughput in situ screening; (iii) optimization of the conditions to synthetize the Ag-NPs using a multivariate analysis; (iv) synthesis of bimetallic NPs using the Ag-NPs SPR band as a probe in situ; e (v) determination of Ag-NPs catalytic activity over the p-nitrophenol (Nip) reaction using NaBH4 as a reducing agent and AgPd-NPs catalytic activity over the formic acid oxidation reaction. The NPs were characterized by UV-Vis, TEM, HR-TEM, EDX, XRD, SAXS e DLS techniques. The Ag-NPs were synthesized using two stabilizers: F1 (LPEI functionalized with 0.4 equivalents of chloroethanol) and F12 (LPEI functionalized with 0.4 eq. of chloroethanol and 0.5 eq. of bromoctane). For the Nip reduction reaction (used as a model for the M-NPs catalytic study) with NaBH4 and F1- and F12-Ag-NPs as catalysts the rate constant normalized to the surface area of the NPs per unit volume found were 1.66 and 0.37 s-1 m-2 L, respectively. These values are among the highest ones found in literature. A full kinetic analysis based on the Langmuir model indicates that all species are likely adsorbed and accommodated on the surface before they take part in any reaction, and the Nip molecules hava a much stronger adsorption affinity than BH4- ions for the Ag-NP surface. Finally, using the Ag-NPs as templates, the silver-palladium nanoparticles (AgPd-NPs) were obtained by adding palladium acetate in the reaction medium. These NPs were also fully characterized by the UV-Vis, TEM, HR-TEM, EDX and XRD techniques, and it was possible to verify that the F1-AgPd-NPs are spherical and hollow, while the F12-AgPd-NPs are spherical and solid. The bimetallic NPs were used as catalysts for the formic acid oxidation reaction (for further use in fuell cells), but only the F1-AgPd-NPs system was active. For this system, the electrochemically active surface area (ECSA) found was 1.28 m2 g-1, and the area activity was 61 mA cm-2, the highest value found in the literature, even when compared with nanocatalysts based only in Pd.153 p.| il., grafs., tabs.porFlorianópolisQuimicaNanopartículasCatalisePrataPaladioNanopartículas de prata e prata-paládio estabilizadas pela polietilenoimina linear funcionalizada: formação, caracterização e aplicações catalíticasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINAL304876.pdfapplication/pdf3627086https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/99481/1/304876.pdf28e021870cf61c0f4e7a627537e3605eMD51TEXT304876.pdf.txt304876.pdf.txtExtracted Texttext/plain225479https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/99481/2/304876.pdf.txt3d921d33ce869f29e8881e0c6c12adbbMD52THUMBNAIL304876.pdf.jpg304876.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg809https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/99481/3/304876.pdf.jpga527485ff9c13dcbdd90f7f230abf7c2MD53123456789/994812013-05-05 22:34:37.222oai:repositorio.ufsc.br:123456789/99481Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestsandra.sobrera@ufsc.bropendoar:23732013-05-06T01:34:37Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Nanopartículas de prata e prata-paládio estabilizadas pela polietilenoimina linear funcionalizada: formação, caracterização e aplicações catalíticas
title Nanopartículas de prata e prata-paládio estabilizadas pela polietilenoimina linear funcionalizada: formação, caracterização e aplicações catalíticas
spellingShingle Nanopartículas de prata e prata-paládio estabilizadas pela polietilenoimina linear funcionalizada: formação, caracterização e aplicações catalíticas
Santos, Kelly de Oliveira
Quimica
Nanopartículas
Catalise
Prata
Paladio
title_short Nanopartículas de prata e prata-paládio estabilizadas pela polietilenoimina linear funcionalizada: formação, caracterização e aplicações catalíticas
title_full Nanopartículas de prata e prata-paládio estabilizadas pela polietilenoimina linear funcionalizada: formação, caracterização e aplicações catalíticas
title_fullStr Nanopartículas de prata e prata-paládio estabilizadas pela polietilenoimina linear funcionalizada: formação, caracterização e aplicações catalíticas
title_full_unstemmed Nanopartículas de prata e prata-paládio estabilizadas pela polietilenoimina linear funcionalizada: formação, caracterização e aplicações catalíticas
title_sort Nanopartículas de prata e prata-paládio estabilizadas pela polietilenoimina linear funcionalizada: formação, caracterização e aplicações catalíticas
author Santos, Kelly de Oliveira
author_facet Santos, Kelly de Oliveira
author_role author
dc.contributor.pt_BR.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Catarina
dc.contributor.author.fl_str_mv Santos, Kelly de Oliveira
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Domingos, Josiel Barbosa
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Yang, Hong
contributor_str_mv Domingos, Josiel Barbosa
Yang, Hong
dc.subject.classification.pt_BR.fl_str_mv Quimica
Nanopartículas
Catalise
Prata
Paladio
topic Quimica
Nanopartículas
Catalise
Prata
Paladio
description Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química
publishDate 2012
dc.date.submitted.pt_BR.fl_str_mv 2012
dc.date.issued.fl_str_mv 2012
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2013-03-04T20:51:26Z
dc.date.available.fl_str_mv 2013-03-04T20:51:26Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/99481
dc.identifier.other.pt_BR.fl_str_mv 304876
identifier_str_mv 304876
url http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/99481
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 153 p.| il., grafs., tabs.
dc.publisher.none.fl_str_mv Florianópolis
publisher.none.fl_str_mv Florianópolis
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSC
instname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron:UFSC
instname_str Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron_str UFSC
institution UFSC
reponame_str Repositório Institucional da UFSC
collection Repositório Institucional da UFSC
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/99481/1/304876.pdf
https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/99481/2/304876.pdf.txt
https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/99481/3/304876.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 28e021870cf61c0f4e7a627537e3605e
3d921d33ce869f29e8881e0c6c12adbb
a527485ff9c13dcbdd90f7f230abf7c2
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
repository.mail.fl_str_mv sandra.sobrera@ufsc.br
_version_ 1851759012408721408

Registros relacionados