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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) This work aimed the synthesis, characterization and electrochemical tests of Pt and Pt-Sb nanoparticle catalysts onto mesoporous carbon applied to glycerol electrooxidation reaction. Specifically, the carbon matrixes were synthetized from Si templates with distinct geometries, giving CMK-3 and CMK-5 3D structures. These structures were treated in O2-free atmospheres at 1173 K for 5 h and after the removal of Si with HF solution (as confirmed by thermogravimetric analysis), the mesoporous structures were attested by Small Angle X-Ray diffraction and a 4.8 and 5.3 nm porous diameters were estimated by nitrogen adsorption isotherms to the CMK-3 and CMK-5 structures, respectively. Pt nanoparticles synthesis onto carbon structures (Pt/C) were performed by direct reduction of chloroplatinic acid (H2PtCl6) with formic acid giving particles with 4.5 nm mean diameters as reveled by transmission electron microscopy. Finally, Pt-Sb/C catalysts were produced by irreversible Sb2O3 adsorption. Pt/C catalysts showed voltammetric profiles consistent with metallic Pt in 0.5 mol L-1 H2SO4 solutions, certifying the synthesis success. In the presence of glycerol, it was observed that the activity to the oxidation happens at potential higher than 0.8 V regardless the carbon support; on the other hand, Pt-Sb/C shifted the reaction onset in ca -0.3 V and maintained this activity under fixed potential (0.5 V). Pt-Sb/CMK-3 depicted the best activity among the synthetized catalysts, providing currents 1.6 and 2.0 times bigger than those in Pt-Sb/CMK-5 and Pt-Sb/Vulcan, respectively. Esse trabalho teve como objetivos a síntese, caracterização e testes de catalisadores nanoparticulados de Pt e Pt-Sb em distintas matrizes mesoporosas de carbono, visando a catálise da reação de eletrooxidação glicerol. Especificamente, as matrizes de carbono foram sintetizadas em bases de Si com distintas geometrias, gerando estruturas 3D de carbono do tipo CMK-3 e CMK-5, que foram tratadas a 1173 K por 5 h em atmosfera isenta de oxigênio. Após a remoção do Si com solução de HF, confirmado por análises termogravimétrias, as estruturas mesoporosas foram atestadas por difração de raios-X a baixo ângulo e o tamanho dos poros (4,9 e 5,3 nm para CMK-3 e CMK-5, respectivamente) estimados por isotermas de fisissorção de nitrogênio. A formação das nanopartículas de Pt nas estruturas de carbono (Pt/C) foi realizada por redução direta de ácido hexacloroplatínico (H2PtCl6) com ácido fórmico. Análises de microscopia de transmissão eletrônica revelaram partículas com tamanho médio de 4,5 nm e com boa dispersão sobre os suportes. A formação de Pt-Sb/C foi realizada por adsorção irreversível de Sb2O3 aos catalisadores de Pt. Os catalisadores Pt/C mostraram perfis voltamétricos condizentes à Pt metálica em H2SO4 0,5 mol L-1 atestando que a síntese foi bem-sucedida. Na presença de glicerol, observou-se que, independentemente do tipo de suporte, a eletrooxidação de glicerol ocorre em potenciais superiores a 0,8 V vs. ERH, porém os catalisadores de Pt-Sb/C deslocaram o início da reação em ca – 0,3 V vs. ERH e mantiveram a taxa de reação em potencial fixo (0,5 V vs. ERH). A Pt-Sb/CMK-3 mostrou o melhor desempenho para a eletrooxidação de glicerol, apresentando valores de corrente de 1,6 e 2,0 vezes maiores que os obtidos com Pt-Sb/CMK-5 e Pt-Sb/Vulcan, respectivamente.

108 f. Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-04-12T15:45:26Z No. of bitstreams: 1 dissertação peterson final corrigida pós defesa.pdf: 1566262 bytes, checksum: 20f95b642b3c7ccf10de87a1851511de (MD5) Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-05-13T17:37:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertação peterson final corrigida pós defesa.pdf: 1566262 bytes, checksum: 20f95b642b3c7ccf10de87a1851511de (MD5) Made available in DSpace on 2013-05-13T17:37:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertação peterson final corrigida pós defesa.pdf: 1566262 bytes, checksum: 20f95b642b3c7ccf10de87a1851511de (MD5) Previous issue date: 2011 CNPq O hidrogênio é um importante insumo das indústrias químicas e petroquímicas e vem sendo apontado como um combustível do futuro, pelo seu emprego em células combustíveis e em motores de combustão interna. Isso tem aumentado o interesse pela sua produção e purificação. Neste contexto, foi estudado o efeito do teor de cério (Ce/Zr= 0,1; 0,2 e 1) nas propriedades dos catalisadores do tipo Pt/ZrO2, visando a desenvolver catalisadores alternativos para a reação de deslocamento de monóxido de carbono com vapor d´água (WGSR), uma importante etapa na produção comercial de hidrogênio de alta pureza. A reação visa à remoção de monóxido de carbono, que atua como veneno na maioria dos catalisadores metálicos. Os suportes foram obtidos por técnicas de precipitação e impregnados com o precursor de platina (1 %). As amostras foram caracterizadas por análise química (EDX), análise térmica (DSC, TG), difração de raios X, medidas da área superficial específica, qumissorção de monóxido de carbono usando espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, medidas da dispersão metálica e redução termoprogramada. Os catalisadores foram avaliados a 1 atm, na faixa de 100-370 oC, usando razões vapor d´água/gás de processo de 0,6; 0,4 e 0,2, tendo a composição de gás de processo de 10 % CO, 10 % CO2, 60 %H2 e N2 de balanço. Observou-se que a adição de pequenas quantidades de cério (Ce/Zr= 0,1), ao catalisador de zircônia, estabilizou a fase tetragonal desse óxido, em detrimento da fase monoclínica e favoreceu a formação de pequenas partículas; nos sólidos com teores mais elevados de cério (Ce/Zr= 0,2 e 1), as fases monoclínica e tetragonal coexistiram com a fase cúbica do óxido de cério. A área superficial específica dos sólidos aumentou devido à presença de cério, independente do seu teor. A redução das espécies Ce4+ foi afetada pela presença de zircônio e de platina. O aumento da quantidade de cério desfavoreceu a dispersão da platina e tornou estes átomos mais ricos em elétrons. Todos os catalisadores foram ativos na reação de deslocamento de monóxido de carbono com vapor d´água. O catalisador com razão Ce/Zr= 0,1 apresentou a atividade mais elevada, nas condições de vapor d´água/gás de processo= 0,6, o que pode ser atribuído à mais alta dispersão da platina. Este sólido foi mais eficiente que um catalisador comercial, baseado em óxido de ferro contendo óxido de cromo, sendo promissor para aplicações industriais, assim como em células a combustível, com a vantagem de ser mais ativo e menos tóxico. Salvador