Eletrocatálise da reação de redução de oxigênio sobre eletrodos de grafite modificados com ftalocianina tetracarboxilada de ferro

Abstract

Resumo: Este trabalho apresenta um estudo das propriedades eletroquímicas de eletrodos de grafite modificados, em níveis de monocamadas, com ftalocianina tetracarboxilada de ferro, FeTcPc, em soluções aquosas. Em meio alcalino, os eletrodos modificados apresentaram alta atividade eletrocatalítica para a reação de redução de oxigênio, comparável com a do eletrodo de platina. A reação processa-se de acordo com uma cinética de primeira ordem com relação ao oxigênio dissolvido, um mecanismo envolvendo 4 elétrons e associado com o processo redox Fe(3+)TcPc/Fe(2+)TcPc.Palavras-chave: redução de oxigênio; metaloftalocianinas; eletrodos modificados. IntroduçãoA eletroquímica do oxigênio tem despertado o interesse de muitos grupos de pesquisa devido a sua importância no desenvolvimento de sistemas eletroquímicos para conversão e armazenamento de energia, como as células a combustível, baterias metal-ar e eletrolisadores, bem como em sínteses químicas, processos biológicos e de corrosão. Assim, nas últimas décadas, particularmente motivado pelo desenvolvimento da tecnologia de células a combustível, muitos esforços têm sido dedicados ao estudo da reação de redução de oxigênio (RRO) em soluções aquosas ácidas e alcalinas sobre diferentes materiais de eletrodo [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15]. Em eletrólitos ácidos, platina e ligas de platina ainda são consideradas as melhores opções para a redução de oxigênio, tanto em termos dos mais baixos sobrepotenciais desejáveis para promover a reação quanto da estabilidade requerida para operação como catodo em uma célula a combustível. Apesar dos esforços, os desafios da complexidade cinética e da necessidade de superação de uma barreira de energia de ativação significativa ainda permanecem e requerem o desenvolvimento de catalisadores alternativos eficientes e de baixo custo, associados com informações mais detalhadas dos mecanismos reacionais envolvidos.Neste sentido, muitos estudos da atividade eletrocatalítica de eletrodos de carbono e grafite modificados com macrociclos de metais de transição, particularmente, metaloftalocianinas e metaloporfirinas, para a redução de oxigênio em soluções aquosas têm sido realizados [16][17][18][19][20][21][22][23][24][25][26][27][28][29][30][31][32][33][34][35]. Estes compostos pertencem a uma classe que fornecem oportunidades singulares para se examinar em detalhes os fatores envolvidos na ativação e * e-mail tanaka@ufma.br § Dedicado ao Prof. Dr. Ernesto Rafael González, IQSC-USP, pelas suas contribuições ao desenvolvimento da Eletroquímica no Brasil.

Nanoparticles of Fe2O3 and Co3O4 as Efficient Electrocatalysts for Oxygen Reduction Reaction in Acid Medium

“…The O 2 -saturated standard solution was produced by bubbling double distilled water with pure O 2 at room temperature for 1 h. The O 2 content in the O 2 saturated water was taken as 1.21 × 10 -3 mol L -1 , calculated as recommended by the literature. [24][25][26] The electrochemical measurements were carried out in a 25 mL cell with 10 mL solutions which were purged with pure nitrogen and kept under nitrogen atmosphere at room temperature.…”

Dissolved oxygen amperometric sensor based on layer-by-layer assembly using host–guest supramolecular interactions

“…These complexes belong to a class that makes it possible to investigate details of the factors involved in the activation and reduction of molecular oxygen. The nature of the metallic center and the conjugation degree of the ring can be cited as examples [16].…”

Effects of Therapeutic Ultrasound on the Retention and Maintenance of the Antioxidant Activity of the Glycolic Extract of Arnica Montana: An in Vitro Study

“…Since hydrogen peroxide is a strong oxidant, reaction in vivo with biomolecules can result in harmful consequences within the body, including the induction of cancer and cardiovascular diseases (MATTOS et al, 2003;RAGNINI et al, 2001). In the present study, hydrogen peroxide was monitored using screen-printed carbon electrodes that had been chemically modified with cobalt phthalocyanine in order to provide a higher current response to the analyte (SERGEYEVA et al, 1999;CHAVE et al, 2003;OZOEMENA et al, 2005;ÇEKEN et al, 2012). As shown in Fig.…”