Estudo mecanístico das reações de oxidação de metanol e etanol sobre platina suportada em nanocompósitos carbono-óxido de metal de transição

Resumo

O projeto visa elucidar a influência de óxidos de metais de transição MOx (M = Ti, Zr, Mo, Ru, Sn, W, Ir e Ce) na atividade catalítica de nanopartículas de Pt para a oxidação de metanol e etanol. Trata-se de uma proposta de pesquisa básica vinculada ao desenvolvimento de materiais eficientes para reações de transferência de carga de importância tecnológica, relevantes na área das células a combustível de álcool direto. Propõe-se realizar estudos fundamentais dos mecanismos de reação avaliando de maneira sistemática os efeitos de diferentes óxidos nas propriedades eletrônicas e catalíticas. Visando o rigoroso controle das propriedades da parte metálica, as nanopartículas de Pt serão sintetizadas em estado coloidal (método do poliol modificado) para garantir elevada homogeneidade de tamanho e propriedades controladas e, posteriormente, suportadas sobre os nanocompósitos carbono-óxido que serão preparados pelo método sol-gel. Os catalisadores Pt/MOx-C serão caracterizados por técnicas ex situ (difração de raios X, microscopia eletrônica de transmissão, calorimetria exploratória diferencial, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X). As características eletrônicas serão avaliadas in situ por espectroscopia de absorção de raios X. O estudo da cinética das reações será realizado utilizando técnicas eletroquímicas convencionais complementadas com a análise dos produtos e intermediários de reação por espectroscopia no infravermelho in situ e cromatografia a líquido de alta eficiência. Espera-se que a execução do projeto permita estabelecer correlações entre propriedades e cinética de reação que, pela sua vez, permitam subsidiar o desenvolvimento de catalisadores eficientes para a geração de energia a partir de álcoois.