Estudo nanogravimétrico da oxidação eletrocatalítica de ácido fórmico, metanol e glicose

Resumo

As reações de eletro-oxidação de moléculas orgânicas pequenas são estudadas sob diferentes catalisadores e por meio de técnicas para que se possa conhecer os mecanismos reacionais e os intermediários reacionais. Essas reações apresentam algumas características em comum nos seus mecanismos de reação que são responsáveis por tornar os processos de eletro-oxidação susceptíveis a instabilidades dinâmicas. A reação de eletro-oxidação de glicose é utilizada em diferentes aplicações e o seu uso tem se destacado em células a combustível. Sobre eletrodo de platina policristalina e de ouro, o mecanismo de oxidação da glicose ocorre em três etapas: desidrogenação da molécula; oxidação dos intermediários de glicose; e oxidação do catalisador capaz de promover a catálise da oxidação da glicose. Já a eletro-oxidação do ácido fórmico sobre platina é atualmente aceito um mecanismo paralelo de trâs vias reacionais. A primeira via conhecida como via direta ocorre a formação de intermediários reativos e que apresentam tempo de meia-vida muito curto que não permitem a sua detecção, a segunda via representada ocorre a formação do formiato como intermediário e sendo essa via conhecida como via do formiato e a via indireta onde há um bloqueio do eletrodo em baixos potenciais devido à formação de COad. A eletro-oxidação de metanol sobre platina, também passa a formação de monóxido de carbono (CO) que é considerado o veneno catalítico da reação, sendo que se formam espécies intermediárias de CHO e COH que ficam fracamente adsorvidas à superfície do eletrodo. A utilização de eletrodos de platina modificados pode revelar importantes detalhes do mecanismo, influindo, por exemplo, na cobertura de alguns intermediários. Neste projeto, objetiva-se estudar o processo catalítico das reações de eletro-oxidação das moléculas de glicose, ácido fórmico e metanol em diferentes condições experimentais utilizando a Nanobalança Eletroquímica de Cristal de Quartzo (Electrochemical Quartz Crystal Nanobalance, EQCN) para analisar as variações de massa durante os processos. (AU)