Nanomaterials Applied as Electrocatalysts in the Oxidation Reaction of Ethanol

Abstract

Abstract:Electrocatalyst containing platinum supported on high surface area carbon Vulcan XC-72 were synthesized by the method of reduction by alcohol and tested in comparison to ethanol oxidation reaction in acidic medium. The materials studied were Pt/C 20%, Pt 80 Ir 20 /C, Pt 80 W 20 /C, Pt 80 Sn 20 /C and Pt 60 Ir 10 Sn 30 /C, using as a standard for comparison the commercial catalyst Pt/C 20% E-TEK. Physical characterization was performed using energy dispersive (EDX), X-ray diffraction (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM) and electron microscopy X-ray scanning by high resolution field emission ("Field emission electron gun ") (FEG-SEM). The EDX analysis showed that the theoretical compositions for synthesis are very close to the experimental values. From the results obtained by X-ray diffraction it was possible to calculate the average crystallite size and the lattice parameter of the samples studied. All materials showed a crystalline structure characteristic of face-centered cubic structure of platinum with the lattice parameter changes as a function of added metal. The analysis of SEM and TEM-EGF provided the particle size and the distribution and dispersion in the carbon support. The electrochemical results showed that the addition of different metals to platinum increased the catalytic activity of the electrocatalyst and among the evaluated materials the ternary one showed the best response under the conditions studied.Keywords: Electrocatalysts; ethanol; nanomaterials; electrooxidation. ResumoEletrocatalisadores contendo platina, suportados em carbono de alta área superficial Vulcan XC-72, foram sintetizados pelo método de redução por álcool e testados frente à reação de oxidação de etanol em meio ácido. Os materiais estudados foram Pt/C 20%, Pt 80 Ir 20 /C, Pt 80 W 20 /C, Pt 80 Sn 20 /C e Pt 60 Ir 10 Sn 30 /C, utilizando-se como padrão para comparação o catalisador comercial Pt/C 20% E-TEK. A caracterização física foi realizada utilizando Energia dispersiva de raios-X (EDX), Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e Microscopia Eletrônica de varredura de alta esoluç o po e iss o de ca po Field emission electron gun MEV-FEG). As análises de EDX mostraram que as composições teóricas para síntese são bem próximas dos valores experimentais. A partir dos resultados obtidos por difração de raios-X foi possível calcular o tamanho médio do cristalito e o parâmetro de rede das amostras estudadas. Todos os materiais apresentaram uma estrutura cristalina característica da estrutura cúbica de face centrada da platina com modificações do parâmetro de rede em função do metal adicionado. As análises de MET e MEV-FEG forneceram o tamanho de partícula bem como a distribuição e dispersão no suporte de carbono. Os resultados eletroquímicos mostraram que a adição de diferentes metais à platina aumentou a atividade catalítica dos eletrocatalisadores e dentre os materiais estudados o ternário mostrou melhor resposta nas condições analisadas.

Ni/C-CeO2 with Different Morphologies of CeO2 Towards Urea Electro-Oxidation Reaction

“…For example, the preparation of catalysts with core-shell structure with the following composition SnO 2 @Pt/C, Ni@Pt/C and NiSn@Pt/C 12 and catalysts with distinct compositions Pt/C, Pt 80 Ir 20 /C, Pt 80 W 20 /C, Pt 80 Sn 20 /C and Pt 60 Ir 10 Sn 30 /C. 13 The addition of a second metal such as cobalt (Co), manganese (Mn) and cadmium (Cd) to a nickel-based catalyst increases the catalytic activity of this metal in the process of the electro-oxidation reaction of urea. 14 Additionally, in a previous publication of our research group, it was shown that the addition of a lower amount of platinum to nickel catalysts (Ni 95 Pt 5 /C and Ni 90 Pt 10 /C) results in an enhancement in the catalytic activity towards urea electro-oxidation.…”