Estudo da eletrooxidação de etanol e glicerol assistida por fótons utilizando substrato de nanotubos de TiO2 modificado

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Bezerra, Carlos André Gomes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: auto-dopagem; fotoeletrooxidação de etanol e glicerol; nanotubos de TiO2; photoelectrooxidation of ethanol and glycerol; self-doping; TiO2 nanotubes
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-06102022-084350/

Neste trabalho foi realizada a síntese de nanotubos de TiO2 por anodização eletroquímica em diferentes condições de potencial de anodização. Através de medidas de Microscopia Eletrônica de Varredura e de Difratometria de Raios X foi possível constatar a obtenção dos nanotubos de TiO2 na fase cristalina anatase, com comprimentos variando de 4,7 a 13,1 &microm, e diâmetros internos de 84,3 a 99,6 nm. Após serem submetidos ao tratamento de auto-dopagem, os nanotubos de TiO2 passaram a apresentar resultados superiores de absorbância e de fotocorrente quando comparados aos eletrodos sem esse tipo de tratamento, conforme verificado através de experimentos de Reflectância Difusa e de Voltametria Linear realizada sob iluminação. Além disso, houve uma diminuição significativa da resitividade dos eletrodos de nanotubos de TiO2 auto-dopados, conforme verificado através de experimentos de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica, o que foi relacionado ao aumento da densidade de portadores de carga, estimada através de medidas de Mott-Schottky. Na etapa de otimização das soluções eletrolíticas usadas na fotoeletrooxidação do glicerol e do etanol foi verificada a existência de composições ótimas, tanto em meio ácido quanto em meio alcalino, para essas soluções. Quando foi feita a eletrodeposição de Pt sobre os nanotubos de TiO2 auto- dopados não foram verificadas melhoras nos resultados de fotocorrente, tanto em meio ácido quanto em meio alcalino, para a fotoeletrooxidação do etanol. Na análise dos subprodutos da fotoeletrooxidação do etanol e do glicerol por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência, verificou-se que os compostos formados variam de acordo com o pH do meio reacional, sendo identificada a formação de diferentes tipos de moléculas, como aldeídos, ácidos carboxílicos, cetonas e um composto glicólico, além de outros compostos ainda não identificados. A formação dessa ampla variedade de compostos pode estar relacionada com um mecanismo de natureza radicalar durante a fotoeletrooxidação do etanol e do glicerol sobre os eletrodos de nanotubos de TiO2. Cabe ressaltar que, dentre os compostos identificados, foi possível verificar a formação de ácido fórmico, o que é um indicativo da atividade fotoeletrocatalítica dos nanotubos de TiO2 para a quebra nas ligações CC dos álcoois estudados.