Preparação e caracterização de nanopartículas PtFe/C para eletrogeração de produtos de alto valor agregado a partir da oxidação do glicerol

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Lima, Vanderlei Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Electrocatalysis; Eletrocatálise; Ferro; Glicerol; Glycerol; Iron; Platina; Platinum
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-19022020-152901/

Neste trabalho investigou-se a atividade eletrocatalítica de nanocatalisadores contendo platina com inserção de ferro (PtFe) na eletro-oxidação do glicerol. Os eletrocatalisadores foram sintetizados pelo método poliol e suportados em carbono. A caracterização física foi realizada por: Análise Termogravimétrica, Energia Dispersiva de Raios-X, Difração de Raios-X e Microscopias. A caracterização eletroquímica foi realizada em meio ácido e básico, cronoamperometria, por voltametria cíclica, CO-Stripping, eletrólises em potenciais controlado (em meio básico) e análises dos produtos formados por HPLC. Os dados de caracterização físico-química apresentaram boa distribuição e reduzido tamanho de partícula (< 2 nm). A proporção entre os metais (Pt:Fe) não foi obtida conforme o proposto nominalmente (1:1), sendo o melhor resultado (3:1), indicando que a redução e/ou adsorção entre os metais e o carbono Vulcan não foi efetiva. As análises de estabilidade, 1000 ciclos voltamétricos em eletrólito de suporte, indicaram que o PtFe possui maior estabilidade que a platina pura, sendo os melhores resultado em meio ácido. Na caracterização com glicerol, os PtFe diminuíram o sobrepotencial do início de oxidação do glicerol entre 50 - 200 mV, sendo o melhor valor para o Pt0,95Fe0,05/C em meio ácido. No entanto, somente em meio básico foi obtido ganho na cinética de oxidação do glicerol. Os dados de CO-Stripping indicaram que o Pt0,75Fe0,25/C possui aproximadamente 100 % de aumento de área eletroquimicamente ativa. Nas eletrólises, obteve o ácido glicérico como produto majoritário para todos os eletrocatalisadores. Os PtFe tiveram aumentou de conversão do glicerol e melhorou a seletividade de formação do ácido glicérico frente aos outros produtos obtidos. Assim, os PtFe apresentaram benefícios ao processo de oxidação do glicerol abrindo espaço para investigações em célula a combustível com glicerol associadas à produção de produtos de alto valor agregado.