XXVIII Congresso de Iniciação Científica
Caracterização eletroquímica de nanopartículas de paládio ancoradas em carbono de alta área superficial
Leandro Borges Viana, Monica Laiolti dos Santos, Rayana Marcela Izidoro da Silva Santos, Eduardo Gonçalves Ciapina, Guaratinguetá, Faculdade de Engenharia, Engenharia Mecânica, leandrob_viana@hotmail.com, PIBIC Reitoria.
Palavras Chave: paládio, eletrocatalisadores, eletroquímica.
Introdução
Eletrocatalisadores formados por nanopartículas de paládio ancoradas em carbono de alta área superficial tem apresentado um interessante comportamento eletroquímico e eletrocatalítco frente à oxidação de ácido fórmico nas chamadas Células a Combustível de ácido fórmico direto 1.
Objetivos
Investigar as propriedades eletroquímicas e eletrocatalíticas de nanopartículas de paládio ancoradas em carbono de alta área superficial.
Material e Métodos
As nanopartículas de Pd foram sintetizadas por redução química de PdCl2 por NaBH6 em meio aquoso na presença de íons citrato. As partículas metálicas foram ancoradas em carbono de alta área superficial Vulcan XC-72R com 20% em massa de metal. Os experimentos eletroquímicos foram realizados em célula eletroquímica de 3 eletrodos usando um eletrodo de referência de Ag/AgCl (3 mol L-1) e um fio de platina como contra-eletrodo. O eletrodo de trabalho foi preparado na configuração de camada ultrafina. O comportamento eletroquímico em meio de KOH 0,1 mol L-1 foi estudado por meio da técnica de voltametria cíclica realizada a 20 mVs-1 em temperatura de (24 ± 2) °C.
Resultados e Discussão
O perfil corrente-potencial (Figura 1). revelou os processos de formação e redução de óxidos de paládio bem como a adsorção, absorção e dessorção de hidrogênio.
Figura 1. Voltamograma cíclico do material Pd/C em meio de KOH 0,1 mol L-1. Velocidade de varredura de 20 mV/s; Temperatura = (24 ± 2) °C.
Para investigar a atividade eletrocatalítica dos materiais frente à oxidação de ácido fórmico, foram realizados experimentos de voltametria cíclica e de cronoamperometria a potencial constante na presença de 0,5 mol L-1 de ácido fórmico. Os resultados são apresentados na Figura 2.
Figura 2. a) Voltamograma cíclico (20 mV/s) do material Pd/C em solução com 0,5 mol L-1 de ácido acético; b) Croamperometria a -0,5V e -0,4 V.
Como observado na Fig. 2a a oxidação de ácido fórmico inicia-se em potenciais baixos, definindo um pico alargado na varredura direta; na varredura reversa observou-se uma reativação em -0,2 V, revelando um pico pronunciado em cerca de -0,25 V. As medidas de croamperometria (Fig. 2b) mostraram que densidades de corrente entre 250 e 300 µA cm-2 podem ser obtidas.
Conclusões
A resposta eletroquímica do Pd/C em meio de KOH indica que o método empregado na síntese foi eficaz. O material se mostrou ativo para a oxidação de ácido fórmico, apresentando densidades de corrente elevadas em baixos potenciais.
Agradecimentos
CNPq e PROPe/UNESP.
1Bianchini, C.; Kang Shen, P. Chem. Rev. 2009, 109, 4185
