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Tipo do documento: Dissertação
Título: NANOMATERIAIS ELETRÓDICOS A BASE DE CARBONO COM Ni(II)(PAN)2 PARA OXIDAÇÃO ELETROQUÍMICA DE ETANOL EM MEIO ALCALINO
Título(s) alternativo(s): NANOMATERIALS CARBON-BASED ELECTRODES WITH NI (II) (PAN) 2 FOR ETHANOL ELECTROCHEMICAL OXIDATION IN ALKALINE MEDIUM
Autor: Freire, André da Silva 
Primeiro orientador: MARQUES, Aldaléa Lopes Brandes
Primeiro membro da banca: Rodrigues, Isaide de Araújo
Resumo: O presente trabalho mostra o estudo comparativo entre nanomateriais de carbono Black Pearls 2000 (BP) e Vulcan XC-72R (VC), utilizados como suporte para o complexo Ni(II)(PAN)2. Os compósitos sintetizados foram caracterizados pelas seguintes técnicas: Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Difração de Raios-X (DRX) e Voltametria Cíclica (VC). Os resultados obtidos por MET mostraram que o suporte de carbono Vulcan XC-72R possui mais espaços na superfície do que o Black Pearls 2000 e ambos, têm aproximadamente, o mesmo tamanho médio de partículas. A análise voltamétrica mostrou que o nanocompósito Ni(II)(PAN)2/BP apresentou menor separação entre os potenciais de pico (ΔEp) anódico e catódico, para o par Ni2+/Ni3+, em comparação com Ni(II)(PAN)2/VC, porém com menor densidade de corrente, referente a este par redox. A atividade eletrocatalítica dos nanocompósitos para oxidação de etanol foi avaliada pelas técnicas voltametria cíclica e cronoamperometria. Na voltametria cíclica, Ni(II)(PAN)2/BP apresentou pico de oxidação para etanol em 0,5 V e Ni(II)(PAN)2/VC apresentou pico de oxidação em 0,6 V, em solução de hidróxido de sódio 1 mol L-1 com concentração de 0,137 mol L-1 de etanol. Quanto as densidades de corrente obtidas na oxidação de etanol, Ni(II)(PAN)2/VC apresentou valores maiores do que Ni(II)(PAN)2/BP. Um estudo de tratamento térmico foi realizado para o nancompósito Ni(II)(PAN)2/VC em virtude deste ter apresentado maiores densidades de corrente para oxidação de etanol. Este material tratado termicamente (a 500, 600 e 700°C) foi caracterizado e testado eletroquimicamente para oxidação de etanol, e comparado com o nanocompósito preparado a 25°C. O tratamento térmico teve influência significativa em propriedades como: morfologia, tamanho da partícula tanto do suporte quanto do metal, estrutura e atividade eletrocatalítica. O nanocompósito tratado a 500°C apresentou melhor desempenho eletrocatalítico para oxidação de etanol.
Abstract: This work presents a comparative study of Black Pearls 2000 (BP) and Vulcan XC-72R (obtained concerning the oxidation of ethanol, the nanomaterial Ni(II)(PAN)2/(VC) presented higher values of current than the Ni(II)(PAN)2/(BP). A heat treatment study was carried out for the nanocomposite Ni(II)(PAN)2/(VC) because this material has shown the highest current densities for ethanol oxidation. This material was heat treated (500, 600 and 700 °C), characterized and tested for electrochemical oxidation of ethanol, and compared with the nanocomposite prepared at 25 °C. The heat treatment showed significant influence on properties such as morphology, particle size of both the support and the metal structure, and electrocatalytic activity. The nanocomposite treated at 500 °C showed better performance for electrocatalytic oxidation of ethanol (VC) nanomateriais, used as support for the complex Ni(II)(PAN)2. The composites synthesized were characterized by the following techniques: Transmission Electron Microscopy (TEM), X-ray diffraction and Cyclic Voltammetry. The results showed that the carbon support Vulcan XC-72R, is more porous than the Black Pearls 2000 and both have approximately, the same average particle size. Voltammetric analysis showed that the nanocomposite Ni(II)(PAN)2 presented lower separation between the anodic and cathodic peak potential (ΔEp) , for the pair Ni2+ / Ni3+, than the Ni(II)(PAN)2, however Ni(II)(PAN)2 presented less current density, for this redox couple. The electrocatalytical activity of the two nanocomposites through ethanol oxidation was evaluated by the techniques cyclic voltammetry and chronoamperometry. For the cyclic voltammetric study, Ni(II)(PAN)2/(BP) presented a maximum oxidation for the ethanol at 0.5 V while Ni(II)(PAN)2/(VC) showed a maximum oxidation at 0.6 V, in sodium hydroxide solution 1 mol L-1 with a concentration of 0.137 mol L-1 ethanol. Considering the current densities.
Palavras-chave: Vulcan XC-72R
Black Pearls 2000
Nanocompósito
Tratamento térmico
Etanol
Vulcan XC-72R
Black Pearls 2000
Nanocomposite
Thermal Treatment
Ethanol
Área(s) do CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: QUIMICA
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA/CCET
Citação: FREIRE, André da Silva. NANOMATERIALS CARBON-BASED ELECTRODES WITH NI (II) (PAN) 2 FOR ETHANOL ELECTROCHEMICAL OXIDATION IN ALKALINE MEDIUM. 2011. 82 f. Dissertação (Mestrado em QUIMICA) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2011.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tedebc.ufma.br:8080/jspui/handle/tede/924
Data de defesa: 19-Sep-2011
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