Eletroxidação do etanol em eletrodos de Ti/IrO2

Abstract

Ribeirão Preto -SP Recebido em 7/12/99; aceito em 15/6/00 ELECTRO-OXIDATION OF ETHANOL IN Ti/IrO 2 . It has been carried out an investigation of ethanol electro-oxidation on Ti/IrO2 electrodes. The experimental results show a high selectivity towards acetaldehyde formation thus, offering potential advantages in cost and availability of raw material. It has been observed that the electrode is partially blocked by a film formed after the oxidation of the starting material which can be removed by pulse technique between RDO and RDH onset. The mechanism and the selectivity of the product formed is presented.Keywords: ethanol; electro-oxidation; iridium oxide. Quim. Nova, Vol. 24, No. 1, 43-46, 2001. Artigo INTRODUÇÃOO emprego de catalisadores para a transformação, economicamente viável, de produtos simples em outros de maior valor agregado, é uma busca freqüente nos mais diversos campos da química 1,2 . Um problema enfrentado nas sínteses em escala industrial é a coexistência do catalisador e do produto final na mistura reacional, exigindo assim a inclusão de uma etapa de separação. Fixar o catalisador na superfície de um eletrodo é uma das vantagens da indústria eletroquímica, uma vez que diminui o número de etapas de separação.Na eletrossíntese orgânica o produto final é altamente dependente do material do ânodo e das condições experimentais empregadas, isto é, densidade de corrente aplicada, o tempo de eletrólise, solvente, acidez do meio, etc. A comparação direta dos resultados das eletrólises não é simples, no caso da a oxidação do etanol em eletrodos de Ti/RuO 2 por exemplo, são relatados os seguintes produtos: em meio básico o aldol 3 , em meio ácido uma mistura contendo ácido acético e CO . A utilização de ânodos de óxidos de metais nobres para realizar a oxidação de materiais orgânicos apresenta um crescimento constante nos últimos anos. Duas sub-divisões podem ser identificadas: (i) mineralização completa de substâncias orgânicas potencialmente tóxicas visando a aplicação em química ambiental 10 . Nesta área, o objetivo principal é a procura de materiais eletródicos resistentes à corrosão, que promovam a combustão completa e/ou quebrem as ligações quí-micas dessas substâncias, formando moléculas mais simples que posteriormente poderão ser degradadas por rotas já conhecidas 11 ; (ii) eletrossíntese, onde aproveita-se de propriedades, tais como: o fácil preparo de misturas com características específicas para a reação de interesse, a utilização de O 2 e Cl 2 como oxidantes.O etanol geralmente é utilizado como molécula modelo para a oxidação de álcoois saturados, pois, a sua estrutura simples e completamente solúvel em água, facilita a comparação dos resultados obtidos com outros materiais. Além disto, o Brasil detém um setor sucro-alcooleiro de grande dimensão e a investigação da transformação de etanol em produtos com maior valor agregado torna-se, portanto, bastante interessante. Neste contexto, temos investigado sistematicamente em nosso laboratório a oxidação do etanol utilizando-se eletrodos na forma de...

Electrochemical Behavior of Ethanol Oxidation on a Ti/Ru[sub 0.3]Ti[sub (0.7−x)]Sn[sub x]O[sub 2] Electrode

“…Furthermore, proper control of direct chemical oxidation of primary alcohols to aldehydes is difficult to obtain, since further oxidation of aldehyde ͑steps 2 and 4͒ is observed readily. 11 Moreover, total degradation of ethanol, step 5, needs high overvoltage anode material, and is seldom reported for type II anodes. [8][9][10][11] Nevertheless, evidence of a mixed situation with competition between steps 2 and 4 were found for Ni-P/SnO 2 /Ti 16 and Pt-Ru electrodes.…”

“…11 Moreover, total degradation of ethanol, step 5, needs high overvoltage anode material, and is seldom reported for type II anodes. [8][9][10][11] Nevertheless, evidence of a mixed situation with competition between steps 2 and 4 were found for Ni-P/SnO 2 /Ti 16 and Pt-Ru electrodes. 7,13 The introduction of SnO 2 shows the activation of the ruthenium active sites as observed for the voltammetric parameters (i/q*;q f,N ) but, it is not sufficient for the reaction to proceed toward CO 2 formation.…”

“…The controlledcurrent electrolysis experiments were carried out with an 173A potentiostat/galvanostat ͑PAR͒. Two electrochemical cells were used: a three-compartment cell used for kinetic experiments which has been described elsewhere, 11 and a one compartment ͑50 mL͒ thermostatized and air-sealed cells with five openings adapted to receive the working electrode, two platinum grid used as auxiliary electrodes, and the inlet and outlet for the gases. When necessary, another working electrode was introduced in the electrolysis cell to record the current-potential curve in order to monitor in situ ethanol consumption.…”

“…7 Therefore, the catalytic oxidation of ethanol is investigated continuously in the literature. [7][8][9][10][11] Acetaldehyde is an intermediate in the electrooxidation of ethanol to acetic acid, which is frequently observed in acid solutions when RuO 2 and IrO 2 -based electrodes are used. 10,11 In basic medium, the acetaldehyde formed further reacts to yield an aldol.…”

“…[7][8][9][10][11] Acetaldehyde is an intermediate in the electrooxidation of ethanol to acetic acid, which is frequently observed in acid solutions when RuO 2 and IrO 2 -based electrodes are used. 10,11 In basic medium, the acetaldehyde formed further reacts to yield an aldol. 8,9 Mixed platinum oxides tend to favor total degradation.…”