Interações metal-suporte em eletrocatálise: influência de suportes contendo carbetos na redução de oxigênio em nanopartículas de Pd

Autor(es)

Gabriel Martins de Alvarenga

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Araraquara. 2021-05-05.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Química. Araraquara
• Data de defesa: 2021-04-28
• Orientador: Hebe de las Mercedes Villullas

Resumo

As interações metal-suporte podem modificar as propriedades eletrônicas do metal que, por sua vez, podem alterar consideravelmente a velocidade de etapas dos mecanismos de reação onde participam espécies adsorvidas. Esta tese apresenta um estudo comparativo e sistemático dos efeitos de suportes alternativos na eletrocatálise da reação de redução de oxigênio sobre nanopartículas de Pd em meio ácido e alcalino, que foi estudada sobre nanopartículas de Pd suportadas em híbridos contendo carbono e carbeto (C-SiC, C-TiC, C-WC) e em carbetos puros (SiC, TiC e WC) com a finalidade de elucidar a influência dos suportes na atividade catalítica do Pd. Estes estudos foram realizados comparando-se as respostas catalíticas para a reação de redução de oxigênio de catalisadores preparados com nanopartículas de Pd idênticas e analisando o efeito de carbetos distintos com igual tamanho de partícula (TiC – 50 nm vs. SiC – 50 nm; e TiC – 200 nm vs. WC – 200 nm), bem como avaliando-se os efeitos do tamanho de partícula do carbeto (TiC – 50 nm vs. TiC – 200 nm). Além de caracterizar os catalisadores por difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM), os efeitos das interações metal-suporte na ocupação eletrônica da banda 4d do Pd foram investigados por espectroscopia de absorção de raios X (XAS) in situ. A atividade catalítica para a redução de oxigênio e a estabilidade dos materiais foram avaliadas por técnicas eletroquímicas (eletrodo de disco anel rotatório e varreduras de potencial). O trabalho desenvolvido demonstrou os efeitos dos suportes contendo carbetos nas propriedades eletrônicas do Pd e a sua relação com a atividade catalítica para a reação de redução de oxigênio, e visou contribuir à compreensão dos fatores que influenciam a atividade catalítica de catalisadores de Pd e ao desenvolvimento de catalisadores sem Pt para catodos de células a combustível. (AU)

• Processo FAPESP: 18/20780-4 - Interações metal-suporte em eletrocatálise: influência de suportes contendo carbetos na redução de oxigênio em nanopartículas de PD
• Beneficiário: Gabriel Martins de Alvarenga
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado