Investigação de materiais eletródicos alternativos para as reações de desprendimento de O2 e Cl2: o sistema IrO2/TiO2/SnO2 - Abeid, Luíza Maria Crisci (1997)
Este trabalho explora um material alternativo ao do ADE® industrial RuO2 + TiO2 usando-se como componente catalítico o IrO2 e como agente estabilizante o TiO2. Com o intuito de modelar as propriedades destes ânodos, visando uma maior seletividade e/ou resistência à corrosão anódica, foi introduzido como terceiro componente o SnO2. Com o objetivo de se avaliar o efeito da introdução de SnO2 sobre as propriedades eletrocatalíticas do sistema IrO2/TiO2 foram preparados dois conjuntos de eletrodos de composição nominal Ir0,3 Ti(0,7-x)SnxO2 (0 ≤ x ≤ 0,7) por decomposição térmica (400 ºC) de misturas das soluções precursoras, preparadas a partir dos respectivos cloretos dissolvidos em solução aquosa de HCl 1:1 (v/v), como solvente. A mistura precursora foi aplicada ao suporte metálico de Ti (10x10x0,12mm) por pincelamento. A caracterização da superfície, a estabilidade da camada de óxidos, o mecanismo e a cinética eletródica e o comportamento eletrocatalítico foram investigados por técnicas \"in situ\", usando as reações de desprendimento de oxigênio e cloro (RDO e RDCl) como modelo. A caracterização superficial, por voltametria cíclica, demonstrou que estes eletrodos são estáveis tanto em meio ácido (HClO4 1,0 mol.dm-3 ) quanto em solução concentrada de Cl- (5,0 mol.dm-3 NaCl, pH = 2). A eletroquímica superficial é controlada pela dupla Ir(III)/Ir(IV) cujas transições são reversíveis. O levantamento das curvas de Tafel revelou para a RDO uma inclinação de Tafel de 35 mV.dec.-1 e para a RDCl uma inclinação de Tafel de 32 mV.dec.-1 , independente da composição do eletrodo e do potencial para ambas as reações. Para a RDO, uma ordem de reação com respeito ao H+ , em potencial constante, de - 1,5 foi obtida. Para a RDCl, a ordem de reação resultou em valores de 1,5 com respeito ao Cl-, explicável pela adsorção específica do Cl-. A ordem de reação com respeito ao H+ apresentou um valor entre 0 e <<-0,5, revelando a ocorrência de um efeito de inibição da RDCl, explicável em termos de um efeito depressivo exercida pela concentração de H+ (na interação das ligações S-O-H) e também pela alteração na distribuição de cargas (com a variação do pH). Baseado nos resultados experimentais propôs-se um mecanismo eletródico para ambas as reações. Na região de 10 ≤ SnO2 ≤ 30% mol, a introdução de SnO2 na composição binária básica resultou numa inibição tanto para a RDO quanto para a RDCl. Para SnO2 ≥ 40% mol um efeito sinergético ocorre resultando em maior atividade catalítica real para a RDCl.