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Investigação do mecanismo de eletro-oxidação do glicerol em nanopartículas metálicas

Processo: 12/10856-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2012
Vigência (Término): 13 de março de 2017
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Germano Tremiliosi Filho
Beneficiário:Amanda Cristina Garcia
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/16930-7 - Eletrocatálise V: processos eletrocatalíticos de interconversão entre as energias química e elétrica, AP.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):14/24438-8 - Conversão de álcoois em produtos de valor agregado. um estudo mecanístico em eletrodos mono cristalinos, BE.EP.PD
Assunto(s):Metais   Células de combustível   Nanopartículas   Eletrocatálise   Oxidação   Glicerol   Eletroquímica

Resumo

A eletro-oxidação do glicerol pela via direta, formando CO2 e H2O, envolve a transferência de 14 elétrons por molécula. Isso tem despertado grande interesse para sua aplicação como combustível em conversores de energia, tais como células a combustível. Para a oxidação total, é necessário a quebra das ligações C-H e C-C e a formação da ligação CO-O. Em eletrólito ácido, em eletrocatalisadores de Pt, a reação segue vias paralelas formando, principalmente, ácido tartrônico, ácido glicólico, ácido glioxílico, ácido fórmico e dióxido de carbono. Em eletrólito alcalino, em eletrodo de Au tem-se dihidroxiacetona, ácido tartrônico, ácido mesoxálico, ácido glioxílico e dióxido de carbono. Para ambos os materiais eletródicos, Pt e Au, dióxido de carbono é detectado indicando a possível quebra da ligação C-C. Neste sentido, faz-se necessário avançar na compreensão do mecanismo de reação e o desenvolvimento de eletrocatalisadores que produzam a oxidação seletiva do glicerol a CO2. Dentre os materiais estudados para aumentar a eficiência da oxidação do glicerol em eletrólito ácido, nanopartículas bimetálicas formadas por Pt-Pd-Ru-Rh tem mostrado um favorecimento da oxidação do glicerol, no eletrólito alcalino, atividades catalíticas promissoras vem sendo observadas para Pd. Assim, este trabalho tem como objetivo avançar no conhecimento do mecanismo e no desenvolvimento de eletrocatalisadores mais ativos para a oxidação do glicerol. Os eletrocatalisadores serão formados por nanopartículas de Pt e Pd por diferentes nanoestruturas formadas pela combinação entre átomos de Rh e Pt, em eletrólito ácido e entre Pd, Pt e Au em eletrólito alcalino, todas suportadas sobre pó de carbono. As vias reacionais seguidas nas diferentes nanopartículas serão investigadas por FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) in situ e por DEMS (Differential Electrochemical Mass Spectrometry) on line e HPLC (High Performance Liquid Chromatography), associadas com técnicas eletroquímicas, como a voltametria cíclica e a cronoamperometria.

Publicações científicas (9)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
BANDEIRA, RAFAEL MARINHO; VAN DRUNEN, JULIA; GARCIA, AMANDA CRISTINA; TREMILIOSI-FILHO, GERMANO. Influence of the thickness and roughness of polyaniline coatings on corrosion protection of AA7075 aluminum alloy. Electrochimica Acta, v. 240, p. 215-224, JUN 20 2017. Citações Web of Science: 44.
GARCIA, AMANDA CRISTINA; MORAIS, CLAUDIA; NAPPORN, TEKO. W.; KOKOH, K. BONIFACE; TREMILIOSI-FILHO, GERMANO. Unexpected Activity for Glycerol Electro-Oxidation of Nanostructured Pd-Pt and Pd-Pt-Ru Catalysts. CHEMELECTROCHEM, v. 4, n. 6, p. 1314-1319, JUN 2017. Citações Web of Science: 8.
GARCIA, AMANDA C.; FERREIRA, EDUARDO B.; SILVA DE BARROS, VANINE V.; LINARES, JOSE J.; TREMILIOSI-FILHO, GERMANO. PtAg/MnOx/C as a promising electrocatalyst for glycerol electro-oxidation in alkaline medium. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 793, n. SI, p. 188-196, MAY 15 2017. Citações Web of Science: 9.
GARCIA, AMANDA C.; BIRDJA, YUVRAJ Y.; TREMILIOSI-FILHO, GERMANO; KOPER, MARC T. M. Glycerol electro-oxidation on bismuth-modified platinum single crystals. JOURNAL OF CATALYSIS, v. 346, p. 117-124, FEB 2017. Citações Web of Science: 34.
GARCIA, AMANDA C.; CALIMAN, JULIA; FERREIRA, EDUARDO B.; TREMILIOSI-FILHO, GERMANO; LINARES, JOSE J. Promotional Effect of Ag on the Catalytic Activity of Au for Glycerol Electrooxidation in Alkaline Medium. CHEMELECTROCHEM, v. 2, n. 7, p. 1036-1041, JUL 15 2015. Citações Web of Science: 10.
GOMES, JANAINA F.; GARCIA, AMANDA C.; PIRES, CLEITON; FERREIRA, EDUARDO B.; ALBUQUERQUE, RODRIGO Q.; TREMILIOSI-FILHO, GERMANO; GASPAROTTO, LUIZ H. S. Impact of the AuAg NPs Composition on Their Structure and Properties: A Theoretical and Experimental Investigation. Journal of Physical Chemistry C, v. 118, n. 49, p. 28868-28875, DEC 11 2014. Citações Web of Science: 16.
BOTT-NETO, JOSE L.; GARCIA, AMANDA C.; OLIVEIRA, VANESSA L.; DE SOUZA, NYCCOLAS E.; TREMILIOSI-FILHO, GERMANO. Au/C catalysts prepared by a green method towards C3 alcohol electrooxidation: A cyclic voltammetry and in situ FTIR spectroscopy study. Journal of Electroanalytical Chemistry, v. 735, p. 57-62, DEC 1 2014. Citações Web of Science: 20.
GOMES, J. F.; GARCIA, A. C.; GASPAROTTO, L. H. S.; DE SOUZA, N. E.; FERREIRA, E. B.; PIRES, C.; TREMILIOSI-FILHO, G. Influence of silver on the glycerol electro-oxidation over AuAg/C catalysts in alkaline medium: a cyclic voltammetry and in situ FTIR spectroscopy study. Electrochimica Acta, v. 144, p. 361-368, OCT 20 2014. Citações Web of Science: 26.
GARCIA, AMANDA G.; LOPES, PIETRO P.; GOMES, JANAINA F.; PIRES, CLEITON; FERREIRA, EDUARDO B.; LUCENA, RUBENS G. M.; GASPAROTTO, LUIZ H. S.; TREMILIOSI-FILHO, GERMANO. Eco-friendly synthesis of bimetallic AuAg nanoparticles. NEW JOURNAL OF CHEMISTRY, v. 38, n. 7, p. 2865-2873, 2014. Citações Web of Science: 29.

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