Síntese e caracterização de catalisadores nanoestruturados contendo PtSnCu para a oxidação eletroquímica de etanol

Página do item simplificado
dc.contributor.advisor1Colmati Júnior, Flávio
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0231242349462585pt_BR
dc.contributor.referee1Colmati Júnior, Flávio
dc.contributor.referee2Ribeiro, Josimar
dc.contributor.referee3Souza, Elki Cristina de
dc.contributor.referee4Sgobbi, Lívia Flório
dc.contributor.referee5Cabral, Murilo Feitosa
dc.creatorMagalhães, Monah Marques
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4284701321279523pt_BR
dc.date.accessioned2023-09-08T11:20:53Z
dc.date.available2023-09-08T11:20:53Z
dc.date.issued2019-11-28
dc.description.abstractRenewable energies are increasingly desirable. One of the proposed alternatives is proton-exchange membrane fuel cells (PEMFC). The use of ethanol as fuel in these cells is advantageous because it has a low contribution to the greenhouse effect when the CO2 cycle is completed. However, complete oxidation of the ethanol requires the breaking of the CC bond, to oxidize the intermediates that are formed during the reaction, which are stable and if not oxidized promote a decrease in the efficiency, due to the poisoning of Pt. The study is presented with catalysts of PtxSnyCuz supported on high surface area colloidal carbon. The electrocatalysts were produced with the alcohol reduction method. The synthesis used with modification to obtain the materials allowed the formation of nanoparticles with high catalytic activity, in the range of 2 to 3 nm. The physical characterization techniques used, such as XRD, MET and XPS, allowed to verify that the particles are crystalline, with majority crystal of the CFC structure of Pt, and that Sn and Cu atoms were inserted in this crystal, causing modifications in the peaks to the crystalline planes of the Pt network. Microscopies showed the morphology of the nanoparticles and helped to understand the relation of the high catalytic activity with the good dispersion of particles and their high surface area coming from their size. The analysis by XPS allowed to prove the elements present in the samples, besides determining the composition of atoms in the surface in which the catalysis occurs. The electrochemical characterization by VC showed the high activity of the ternaries with low potential values for the beginning of the ethanol oxidation compared to the Pt/C, PtSn/C and PtCu/C catalysts. The chromaamperometric technique evaluated the stability of the catalysts and verified that in the studied time the materials have constant and stable behavior. Through the EIS it was possible to understand the electrical resistance of the catalytic surface and to verify that such property for the ROE decreases as the potential increases, the studied compositions showed that the composition of the material influences in the reduction of the electrical resistance when oxidizing the molecule of ethanol and that can two or more reaction mechanisms occur during catalysis.eng
dc.description.provenanceSubmitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2023-09-06T18:47:58Z No. of bitstreams: 2 Tese - Monah Marques Magalhães - 2023.pdf: 8574577 bytes, checksum: 843a3ee66f1ee01c21005bed766755d1 (MD5) license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5)en
dc.description.provenanceApproved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2023-09-08T11:20:53Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Monah Marques Magalhães - 2023.pdf: 8574577 bytes, checksum: 843a3ee66f1ee01c21005bed766755d1 (MD5) license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5)en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2023-09-08T11:20:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Monah Marques Magalhães - 2023.pdf: 8574577 bytes, checksum: 843a3ee66f1ee01c21005bed766755d1 (MD5) license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5) Previous issue date: 2019-11-28en
dc.description.resumoAs energias renováveis são cada vez mais desejáveis. Uma das alternativas proposta são as células a combustíveis de membrana trocadora de prótons (do inglês PEMFC). A utilização de etanol como combustível nessas células é vantajosa por apresentar contribuição baixa para o efeito estufa quando completado o ciclo do CO2. Porém, a oxidação completa do etanol requer a quebra da ligação C-C, para oxidar os intermediários que são formados durante a reação, que são estáveis e se não forem oxidados promovem diminuição na eficiência, decorrente do envenenamento da Pt. É apresentado o estudo com catalisadores de PtxSnyCuz suportados em carbono coloidal de alta área superficial. Os eletrocatalisadores foram produzidos com o método de redução por álcool. A síntese empregada com modificação para obtenção dos materiais possibilitou a formação de nanopartículas com elevada atividade catalítica, na faixa de 2 a 3 nm. As técnicas de caraterização física utilizadas, tais como DRX, MET e XPS, permitiram verificar que as partículas são cristalinas, com cristal majoritário da estrutura CFC da Pt, e que os átomos de Sn e Cu se inseriram nesse cristal, provocando modificações nos picos referentes aos planos cristalinos da rede de Pt. As microscopias mostraram a morfologia das nanopartículas e auxiliaram a compreender a relação da alta atividade catalítica com a boa dispersão de partículas e sua alta área superficial proveniente do tamanho destas. A análise por XPS permitiu comprovar os elementos presentes nas amostras, além de determinar a composição de átomos na superfície em que ocorre a catálise. A caracterização eletroquímica por VC mostrou a elevada atividade dos ternários com baixos valores de potencial para o início da oxidação de etanol comparados aos catalisadores de Pt/C, PtSn/C e PtCu/C. A técnica cronoamperométrica avaliou a estabilidade dos catalisadores e verificou que no tempo estudado os materiais possuem comportamento constante e estável. Através da EIE foi possível compreender a resistência elétrica da superfície catalítica e verificar que tal propriedade para a ROE diminui conforme aumenta o potencial, as composições estudadas mostraram que a composição do material influencia na diminuição da resistência elétrica ao oxidar a molécula de etanol e que podem ocorrer dois ou mais mecanismos reacionais durante a catálise.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiáspt_BR
dc.identifier.citationMAGALHÃES, M. M. Síntese e caracterização de catalisadores nanoestruturados contendo PtSnCu para a oxidação eletroquímica de etanol. 2023. 119 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2019.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/13034
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Química - IQ (RMG)pt_BR
dc.publisher.initialsUFGpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Química (IQ)pt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectEtanolpor
dc.subjectCatalisadorespor
dc.subjectCélula combustívelpor
dc.subjectPEMFCpor
dc.subjectEIEpor
dc.subjectPtSnCu/Cpor
dc.subjectPtCu/Cpor
dc.subjectEthanoleng
dc.subjectCatalystseng
dc.subjectFuel celleng
dc.subjectEISeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICApt_BR
dc.titleSíntese e caracterização de catalisadores nanoestruturados contendo PtSnCu para a oxidação eletroquímica de etanolpt_BR
dc.title.alternativeSynthesis and characterization of nanostructured catalysts containing PtSnCu for the electrochemical presentation of ethanoleng
dc.typeTesept_BR

Arquivos

Pacote Original
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
Tese - Monah Marques Magalhães - 2023.pdf
Tamanho:
8.18 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descrição:
Baixar
Licença do Pacote
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
license.txt
Tamanho:
1.71 KB
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Descrição:
Baixar

Coleções

Doutorado em Química (IQ)