Microeletrodos: II. Caracterização eletroquímica

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The Ni-Cu-PGE sulfide ores of the komatiite-hosted Fortaleza de Minas deposit, Brazil: Evidence of hydrothermal remobilization

The Fortaleza de Minas Ni-Cu-PGE sulfide deposit is hosted by Archean komatiitic rocks of the Morro do Ferro greenstone belt, near the southwestern margin of the Sa (aFrancisco) over tildeo Francisco craton, Minas Gerais state, Brazil. The deposit contains 6 million tonnes of ore with an average grade of 2.2 wt% Ni, 0.4% Cu, 0.05% Co and 1.2 ppm PGE+Au, and comprises (i) a main orebody, which is metamorphosed, deformed and transposed along a regional shear zone, consisting mainly of disseminated, brecciated and stringer sulfide ores that are interpreted to be of early magmatic origin, and (ii) PGE-rich discordant veins that are hosted in N-S- and NE-SW-trending late faults that cross-cut the main orebody. The discordant PGE-rich ore (up to 4 ppm total PGE) is characterized by thin, discontinuous and irregular veins and lenses of massive sulfides hosted by serpentinite and talc schist, and is relatively undeformed if compared with the early types of ore. It is composed mainly of pyrrhotite, pentlandite, chalcopyrite, magnetite, carbonates, and amphiboles, with minor cobaltite-gersdorffite, sphalerite, ilmenite, and quartz, and rarely maucherite (Ni11Asg), tellurides and platinum-group minerals (PGM). Omeeite, irarsite, sperrylite, and Ni-bearing merenskyite are the main PGM, followed by minor amounts of testibiopalladite and an unknown phase containing Ru, Te, and As. The PGM occur either included in, or at the margins of, sulfides, sulfarsenides, silicates and oxides, or filling fractures in pyrrhotite, pentlandite, and chalcopyrite, suggesting that they started to precipitate with these minerals and continued to precipitate after the sulfides were formed. The mantle-normalized metal distribution of the two samples of discordant veins shows distinct patterns: one richer in Ni-Pd-Ir-Rh-Ru-Os and another with higher amounts of Cu-Pt-Bi. Both are strongly depleted in Cr if compared with the metamorphosed magmatic ore of this deposit, which follows the general Kambalda-type magmatic trend. on the basis of structural, mineralogical and geochemical evidence, we propose that the PGE-rich discordant ore may have formed by remobilization of metals from the deformed, metamorphosed magmatic orebody (which shows a depleted pattern in these elements) by reduced (pyrrhotite - pentlandite - pyrite are stable), neutral to alkaline and carbonic fluids (carbonate-stable). The PGE may have been transported as bisulfide complexes, and precipitated as tellurides (mainly Pd) and arsenides (Pt, Rh, Ru, Os, Ir) in the late N-S and NE-SW-trending faults owing to a decrease in the activity of S caused by the precipitation of sulfides in the veins.

Thermogravimetry (TG) applied to the study of the reaction of mercury with platinum-rhodium alloy

Thermogravimetry (TG) energy dispersive X-ray microanalysis (EDX), scanning electron microscopy (SEM), mapping surface, X-ray diffraction (XRD), inductively coupled plasma emission spectroscopy and atomic spectroscopy with cold vapor generation have been used to study the reaction of mercury with platinum-rhodium (Pt-Rh) alloy. The results suggest that, the electrodeposited Hg film reacts with Pt-Rh to form intermetallic compounds of different stability, when heated indicated by at least four weight loss steps. Intermetallic compounds as PtHg4 and PtHg2 was characterized by XRD. These intermetallic compound are the main product presents on the surface of the samples after remotion of the bulk mercury via thermal desorption techniques. (C) 2002 Elsevier B.V. B.V. All rights reserved.

Sviluppi di catalizzatori per l'abbattimento di NOx in presenza di ossigeno

Il traffico veicolare è la principale fonte antropogenica di NOx, idrocarburi (HC) e CO e, dato che la sostituzione dei motori a combustione interna con sistemi alternativi appare ancora lontana nel tempo, lo sviluppo di sistemi in grado di limitare al massimo le emissioni di questi mezzi di trasporto riveste un’importanza fondamentale. Sfortunatamente non esiste un rapporto ottimale aria/combustibile che permetta di avere basse emissioni, mentre la massima potenza ottenibile dal motore corrisponde alle condizioni di elevata formazione di CO e HC. Gli attuali sistemi di abbattimento permettono il controllo delle emissioni da sorgenti mobili tramite una centralina che collega il sistema di iniezione del motore e la concentrazione di ossigeno del sistema catalitico (posto nella marmitta) in modo da controllare il rapporto aria/combustibile (Fig. 1). Le marmitte catalitiche per motori a benzina utilizzano catalizzatori “three way” a base di Pt/Rh supportati su ossidi (allumina, zirconia e ceria), che, dovendo operare con un rapporto quasi stechiometrico combustibile/comburente, comportano una minore efficienza del motore e consumi maggiori del 20-30% rispetto alla combustione in eccesso di ossigeno. Inoltre, questa tecnologia non può essere utilizzata nei motori diesel, che lavorano in eccesso di ossigeno ed utilizzano carburanti con un tenore di zolfo relativamente elevato. In questi ultimi anni è cresciuto l’interesse per il controllo delle emissioni di NOx da fonti veicolari, con particolare attenzione alla riduzione catalitica in presenza di un eccesso di ossigeno, cioè in condizioni di combustione magra. Uno sviluppo recente è rappresentato dai catalizzatori tipo “Toyota” che sono basati sul concetto di accumulo e riduzione (storage/reduction), nei quali l’NO viene ossidato ed accumulato sul catalizzatore come nitrato in condizioni di eccesso di ossigeno. Modificando poi per brevi periodi di tempo le condizioni di alimentazione da ossidanti (aria/combustibile > 14,7 p/p) a riducenti (aria/combustibile < 14,7 p/p) il nitrato immagazzinato viene ridotto a N2 e H2O. Questi catalizzatori sono però molto sensibili alla presenza di zolfo e non possono essere utilizzati con i carburanti diesel attualmente in commercio. Obiettivo di questo lavoro di tesi è stato quello di ottimizzare e migliorare la comprensione del meccanismo di reazione dei catalizzatori “storage-reduction” per l’abbattimento degli NOx nelle emissioni di autoveicoli in presenza di un eccesso di ossigeno. In particolare lo studio è stato focalizzato dapprima sulle proprietà del Pt, fase attiva nei processi di storage-reduction, in funzione del tipo di precursore e sulle proprietà e composizione della fase di accumulo (Ba, Mg ed una loro miscela equimolare) e del supporto (γ-Al2O3 o Mg(Al)O). Lo studio è stato inizialmente focalizzato sulle proprietà dei precursori del Pt, fase attiva nei processi di storage-reduction, sulla composizione della fase di accumulo (Ba, Mg ed una loro miscela equimolare) e del supporto (γ-Al2O3 o Mg(Al)O). E’ stata effettuata una dettagliata caratterizzazione chimico-fisica dei materiali preparati tramite analisi a raggi X (XRD), area superficiale, porosimetria, analisi di dispersione metallica, analisi in riduzione e/o ossidazione in programmata di temperatura (TPR-O), che ha permesso una migliore comprensione delle proprietà dei catalizzatori. Vista la complessità delle miscele gassose reali, sono state utilizzate, nelle prove catalitiche di laboratorio, alcune miscele più semplici, che tuttavia potessero rappresentare in maniera significativa le condizioni reali di esercizio. Il comportamento dei catalizzatori è stato studiato utilizzando differenti miscele sintetiche, con composizioni che permettessero di comprendere meglio il meccanismo. L’intervallo di temperatura in cui si è operato è compreso tra 200-450°C. Al fine di migliorare i catalizzatori, per aumentarne la resistenza alla disattivazione da zolfo, sono state effettuate prove alimentando in continuo SO2 per verificare la resistenza alla disattivazione in funzione della composizione del catalizzatore. I principali risultati conseguiti possono essere così riassunti: A. Caratteristiche Fisiche. Dall’analisi XRD si osserva che l’impregnazione con Pt(NH3)2(NO2)2 o con la sospensione nanoparticellare in DEG, non modifica le proprietà chimico-fisiche del supporto, con l’eccezione del campione con sospensione nanoparticellare impregnata su ossido misto per il quale si è osservata sia la segregazione del Pt, sia la presenza di composti carboniosi sulla superficie. Viceversa l’impregnazione con Ba porta ad una significativa diminuzione dell’area superficiale e della porosità. B. Caratteristiche Chimiche. L’analisi di dispersione metallica, tramite il chemiassorbimento di H2, mostra per i catalizzatori impregnati con Pt nanoparticellare, una bassa dispersione metallica e di conseguenza elevate dimensioni delle particelle di Pt. I campioni impregnati con Pt(NH3)2(NO2)2 presentano una migliore dispersione. Infine dalle analisi TPR-O si è osservato che: Maggiore è la dispersione del metallo nobile maggiore è la sua interazione con il supporto, L’aumento della temperatura di riduzione del PtOx è proporzionale alla quantità dei metalli alcalino terrosi, C. Precursore Metallo Nobile. Nelle prove di attività catalitica, con cicli ossidanti e riducenti continui in presenza ed in assenza di CO2, i catalizzatori con Pt nanoparticellare mostrano una minore attività catalitica, specie in presenza di un competitore come la CO2. Al contrario i catalizzatori ottenuti per impregnazione con la soluzione acquosa di Pt(NH3)2(NO2)2 presentano un’ottima attività catalitica, stabile nel tempo, e sono meno influenzabili dalla presenza di CO2. D. Resistenza all’avvelenamento da SO2. Il catalizzatore di riferimento, 17Ba1Pt/γAl2O3, mostra un effetto di avvelenamento con formazione di solfati più stabili che sul sistema Ba-Mg; difatti il campione non recupera i valori iniziali di attività se non dopo molti cicli di rigenerazione e temperature superiori ai 300°C. Per questi catalizzatori l’avvelenamento da SO2 sembra essere di tipo reversibile, anche se a temperature e condizioni più favorevoli per il 1.5Mg8.5Ba-1Pt/γAl2O3. E. Capacità di Accumulo e Rigenerabilità. Tramite questo tipo di prova è stato possibile ipotizzare e verificare il meccanismo della riduzione. I catalizzatori ottenuti per impregnazione con la soluzione acquosa di Pt(NH3)2(NO2)2 hanno mostrato un’elevata capacità di accumulo. Questa è maggiore per il campione bimetallico (Ba-Mg) a T < 300°C, mentre per il riferimento è maggiore per T > 300°C. Per ambedue i catalizzatori è evidente la formazione di ammoniaca, che potrebbe essere utilizzata come un indice che la riduzione dei nitrati accumulati è arrivata al termine e che il tempo ottimale per la riduzione è stato raggiunto o superato. Per evitare la formazione di NH3, sul catalizzatore di riferimento, è stata variata la concentrazione del riducente e la temperatura in modo da permettere alle specie adsorbite sulla superficie e nel bulk di poter raggiungere il Pt prima che l’ambiente diventi troppo riducente e quindi meno selettivo. La presenza di CO2 riduce fortemente la formazione di NH3; probabilmente perché la CO2, occupando i siti degli elementi alcalino-terrosi lontani dal Pt, impedisce ai nitriti/nitrati o all’H2 attivato di percorrere “elevate” distanze prima di reagire, aumentando così le possibilità di una riduzione più breve e più selettiva. F. Tempo di Riduzione. Si è migliorata la comprensione del ruolo svolto dalla concentrazione dell’agente riducente e dell’effetto della durata della fase riducente. Una durata troppo breve porta, nel lungo periodo, alla saturazione dei siti attivi, un eccesso alla formazione di NH3 Attraverso queste ultime prove è stato possibile formulare un meccanismo di reazione, in particolare della fase riducente. G. Meccanismo di Riduzione. La mobilità dei reagenti, nitriti/nitrati o H2 attivato è un elemento fondamentale nel meccanismo della riduzione. La vicinanza tra i siti di accumulo e quelli redox è determinante per il tipo di prodotti che si possono ottenere. La diminuzione della concentrazione del riducente o l’aumento della temperatura concede maggiore tempo o energia alle specie adsorbite sulla superficie o nel bulk per migrare e reagire prima che l’ambiente diventi troppo riducente e quindi meno selettivo.

Noble metal abundances in ODP Leg 115 basalts (Table 1)

A comparison of 50 basalts recovered at Sites 706, 707, 713, and 715 along the Reunion hotspot trace during Ocean Drilling Program Leg 115 in the Indian Ocean shows that seafloor alteration had little effect on noble metal concentrations (Au, Pd, Pt, Rh, Ru, and Ir), determined by inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS), which generally tend to decrease with magma evolution. Their compatible-element behavior may be related to the precipitation of Ir-Os-based alloys, chromite, sulfides, and/or olivine and clinopyroxene in some combination. The simplest explanation indicates silicate control of concentrations during differentiation. Basalts from the different sites show varying degrees of alkalinity. Noble metal abundances tend to increase with decreasing basalt alkalinity (i.e., with increasing percentages of mantle melting), indicating that the metals behave as compatible elements during mantle melting. The retention of low-melting-point Au, Pd, and Rh in mantle sulfides, which mostly dissolve before significant proportions of Ir-Os-based alloys melt, explains increasing Pd/Ir ratios with decreasing alkalinity (increasing melting percentages) in oceanic basalts. High noble metal concentrations in Indian Ocean basalts (weighted averages of Au, Pd, Rh, Pt, Ru, and Ir in Leg 115 basalts are 3.2, 8.1, 0.31, 7.3, 0.22, and 0.11 ppb, respectively), compared with basalts from some other ocean basins, may reflect fundamental primary variations in upper- mantle noble metal abundances

Interazione di nanoparticelle metalliche con menbrane biologiche: risultati di studi in vitro su cute, mucosa del cavo orale e meningi ed implicazioni per la salute

L’utilizzo di nanomateriali, ovvero una nuova classe di sostanze composte da particelle ultrafini con dimensioni comprese fra 1 e 100 nm (American Society for Testing Materials - ASTM), è in costante aumento a livello globale. La particolarità di tali sostanze è rappresentata da un alto rapporto tra la superficie e il volume delle particelle, che determina caratteristiche chimico-fisiche completamente differenti rispetto alle omologhe macrosostanze di riferimento. Tali caratteristiche sono tali da imporre una loro classificazione come nuovi agenti chimici (Royal Society & Royal Academy of Engineering report 2004). Gli impieghi attuali dei nanomateriali risultano in continua evoluzione, spaziando in diversi ambiti, dall’industria farmaceutica e cosmetica, all’industria tessile, elettronica, aerospaziale ed informatica. Diversi sono anche gli impieghi in campo biomedico; tra questi la diagnostica e la farmacoterapia. È quindi prevedibile che in futuro una quota sempre maggiore di lavoratori e consumatori risulteranno esposti a tali sostanze. Allo stato attuale non vi è una completa conoscenza degli effetti tossicologici ed ambientali di queste sostanze, pertanto, al fine di un loro utilizzo in totale sicurezza, risulta necessario capirne meglio l’impatto sulla salute, le vie di penetrazione nel corpo umano e il rischio per i lavoratori conseguente al loro utilizzo o lavorazione. La cute rappresenta la prima barriera nei confronti delle sostanze tossiche che possono entrare in contatto con l’organismo umano. Successivamente agli anni ‘60, quando si riteneva che la cute rappresentasse una barriera totalmente impermeabile, è stato dimostrato come essa presenti differenti gradi di permeabilità nei confronti di alcuni xenobiotici, dipendente dalle caratteristiche delle sostanze in esame, dal sito anatomico di penetrazione, dal grado di integrità della barriera stessa e dall’eventuale presenza di patologie della cute. La mucosa del cavo orale funge da primo filtro nei confronti delle sostanze che entrano in contatto con il tratto digestivo e può venir coinvolta in contaminazioni di superficie determinate da esposizioni occupazionali e/o ambientali. È noto che, rispetto alla cute, presenti una permeabilità all’acqua quattro volte maggiore, e, per tale motivo, è stata studiata come via di somministrazione di farmaci, ma, ad oggi, pochi sono gli studi che ne hanno valutato le caratteristiche di permeazione nei confronti delle nanoparticelle (NPs). Una terza importante barriera biologica è quella che ricopre il sistema nervoso centrale, essa è rappresentata da tre foglietti di tessuto connettivo, che assieme costituiscono le meningi. Questi tre foglietti rivestono completamente l’encefalo permettendone un isolamento, tradizionalmente ritenuto completo, nei confronti degli xenobiotici. L’unica via di assorbimento diretto, in questo contesto, è rappresentata dalla via intranasale. Essa permette un passaggio diretto di sostanze dall’epitelio olfattivo all’encefalo, eludendo la selettiva barriera emato-encefalica. Negli ultimi anni la letteratura scientifica si è arricchita di studi che hanno indagato le caratteristiche di assorbimento di farmaci attraverso questa via, ma pochissimi sono gli studi che hanno indagato la possibile penetrazione di nanoparticelle attraverso questa via, e nessuno, in particolar modo, ha indagato le caratteristiche di permeazione delle meningi. L’attività di ricerca svolta nell’ambito del presente dottorato ha avuto per finalità l’indagine delle caratteristiche di permeabilità e di assorbimento della cute, della mucosa del cavo orale e delle meningi nei confronti di alcune nanoparticelle, scelte fra quelle più rappresentative in relazione alla diffusione d’utilizzo a livello globale. I risultati degli esperimenti condotti hanno dimostrato, in vitro, che l’esposizione cutanea a Pt, Rh, Co3O4 e Ni NPs determinano permeazione in tracce dei medesimi metalli attraverso la cute, mentre per le TiO2 NPs tale permeazione non è stata dimostrata. È stato riscontrato, inoltre, che la mucosa del cavo orale e le meningi sono permeabili nei confronti dell’Ag in forma nanoparticellare.

Platinum–rhodium–tin/carbon electrocatalysts for ethanol oxidation in acid media: effect of the precursor addition order and the amount of tin

Carbon-supported Pt x –Rh y –Sn z catalysts (x:y:z = 3:1:4, 6:2:4, 9:3:4) are prepared by Pt, Rh, and Sn precursors reduction in different addition order. The materials are characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy techniques and are evaluated for the electrooxidation of ethanol in acidic media by cyclic voltammetry, chronoamperometry, and anode potentiostatic polarization. The influence of both the order in which the precursors are added and the composition of metals in the catalysts on the electrocatalytic activity and physico-chemical characteristics of Pt x –Rh y –Sn z /C catalysts is evaluated. Oxidized Rh species prevail on the surface of catalysts synthesized by simultaneous co-precipitation, thus demonstrating the influence of synthesis method on the oxidation state of catalysts. Furthermore, high amounts of Sn in composites synthesized by co-precipitation result in very active catalysts at low potentials (bifunctional effect), while medium Sn load is needed for sequentially deposited catalysts when the electronic effect is most important (high potentials), since more exposed Pt and Rh sites are needed on the catalyst surface to alcohol oxidation. The Pt3–Rh1–Sn4/C catalyst prepared by co-precipitation is the most active at potentials lower than 0.55 V (related to bifunctional effect), while the Pt6–Rh2–Sn4/C catalyst, prepared by sequential precipitation (first Rh and, after drying, Pt + Sn), is the most active above 0.55 V.

Short-bite chiral diphosphazanes derived from (S)-?-methyl benzyl amine and their Pd, Pt and Rh metal complexes

New chiral diphosphazane ligands of the type Ph(2)PN(S-*CHMePh)PYY' {YY'= Ph(2) (2), O2C6H4 (3); Y= Ph, Y'= Cl {4a (SS), 4b (SR)}, N(2)C(3)HMe(2)-3,5 {5a (SR), 5b (SS)} are synthesised starting from a chiral aminophosphine, Ph(2)PNH(S-*CHMePh) (1). The structure of one of the diastereomer 5a has been confirmed by single crystal X-ray diffraction {Orthorhombic system, P2(1)2(1)2(1); a=10.456 (4), b=15.362 (7), c=17.379 (6) Angstrom, Z=4}. Transition metal mononuclear complexes [Rh{eta(2)-(Ph(2)P)(2)N- (S-*CHMePh)}(2)](+)(BF4)(-) (6), [PdCl2{eta(2)-(Ph(2)P)(2)N(S-*CHMePh)}] (7) and [PtCl2{eta(2)-(Ph(2)P)(2)N- (S-*CHMePh)}] (8) have also been synthesised. The structure of the palladium complex 7 is solved by X-ray crystallography {Orthorhombic system, P2(1)2(1)2(1); a=8.746 (2), b=18.086 (2), c=20.811 (3) Angstrom, Z=4}. All these compounds are characterised by micro analyses, IR and NMR spectroscopic data.

Electronic structures of MCO (M = Nb, Ta, Rh, Ir, Pd, Pt) molecules by density functional theory

Equilibrium geometries, vibrational frequencies, and dissociation energies of the transition metal carbonyls MCO (M = Nb, Ta, Rh, Ir, Pd, Pt) were studied by use of diverse density functional methods B3LYP, BLYP, B3P86, B3PW91, BHLYP, BP86, and PBE1PBE. It was found that the ground electronic state is (6)Sigma(+) for NbCO and TaCO, (2)Sigma(+) for RhCO,(2)Delta for IrCO, and (1)Sigma(+) for PdCO and PtCO, in agreement with previous theoretical studies. The calculated properties are highly dependent on the functionals employed, in particular for the dissociation energy. For most of the molecules, the predicted bond distance is in agreement with experiments and previous theoretical results. BHLYP is the worst method in reproducing the experimental results compared with the other density functional methods for the title molecules.

Thermal study of the solid-state reactions on Pt-15%Rh/Hg system

Thermogravimetry (TG), energy dispersive X-ray microanalysis (EDX), scanning electron microscopy (SEM), mapping surface and X-ray diffraction (XRD) were used for the study of solid-state reaction on Pt-15%Rh with electrodeposited mercury. The results suggest when heated the mercury film react with the Pt-15%Rh alloy to form intermetallics having different thermal stabilities indicated by three mass loss steps. The first mass loss step occurs between room temperature and 184 degrees C only the bulk Hg is removed and PtHg4, PtHg2 and RhHg2 were characterized by XRD. The second step, between 184 and 271 degrees C, was attributed to PtHg4 decomposition with formation of PtHg2 stabilized by RhHg2. The third step, between 271 and 340 degrees C, was attributed to decomposition of a solid-solution of PtHg2/RhHg2. The fourth step, between 340 and 600 degrees C, was ascribed to: (1) a thermal decomposition of PtHg2, formed by a PtHg eutectoid reaction (similar to 340 degrees C) on the surface and (2) Hg removal from a solid solution of Pt-15%Rh(Hg). (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Adsorption of NO on the Rh-13, Pd-13, Ir-13, and Pt-13 Clusters: A Density Functional Theory Investigation

The adsorption of NO on transition-metal (TM) surfaces has been widely studied by experimental and theoretical techniques; however, our atomistic understanding of the interaction of nitrogen monoxide (NO) with small TM clusters is far from satisfactory, which compromises a deep understanding of real catalyst devices. In this study, we report a density functional theory study of the adsorption properties of NO on the TM13 (TM = Rh, Pd, Ir, Pt) clusters employing the projected augmented wave method. We found that the interaction of NO with TM13 is much more complex than that for NO/TM(111). In particular, for low symmetry TM13 clusters, there is a strong rearrangement of the electronic charge density upon NO adsorption and, as a consequence, the adsorption energy shows a very complex dependence even for adsorption sites with the same local effective coordination. We found a strong enhancement of the binding energy of NO to the TM13 clusters compared with the TM(111) surfaces, as the antibonding NO states are not occupied for NO/TM13, and the general relationship based on the d-band model between adsorption energy and the center of gravity of the occupied d-states does not hold for the studied TM13 clusters, in particular, for clusters with low symmetry. In contrast with the adsorption energy trends, the geometric NO/TM13 parameters and the vibrational N-O frequencies for different coordination sites follow the same trend as for the respective TM(111) surfaces, while the changes in the frequencies between different surfaces and TM13 clusters reflect the strong NO-TM13 interaction.

Elettrosintesi di catalizzatori contenenti Rh e Pt su supporti metallici

La sintesi di catalizzatori Rh-Al2O3 e Pt-Al2O3 è stata condotta per via elettrochimica su dei supporti con diverse geometrie (lastrine, schiume) e diversa composizione (Pt e FeCrAlY). Per l’elettrosintesi dei precursori dei catalizzatori sono state utilizzate due diversi tipi di celle elettrochimiche (a singolo comparto, nella quale il moto degli elettroliti segue un regime di tipo diffusivo, e cella in flusso a comparti separati). Per il catalizzatore Rh-Al2O3 sono stati sintetizzati i precursori composti da idrossidi di Al3+ e Rh3+. Per il catalizzatore Pt-Al2O3 sono state condotte sia delle sintesi mono-stadio di nanoparticelle di Pt sul supporto ricoperto di Al2O3 che delle sintesi cercando di inglobare le nanoparticelle di Pt in un film di idrossido di alluminio. La caratterizzazione morfologica e composizionale della superficie del supporto metallico, ha permesso di studiare l’influenza delle varie condizioni di sintesi sulla qualità del ricoprimento ottenuto tramite elettrosintesi. I migliori risultati in termini di ricoprimento del supporto e omogeneità dello strato catalitico depositato, sono stati ottenuti tramite l’utilizzo della cella in flusso e confrontando i campioni ottenuti con delle schiume ricoperte di allumina tramite washcoating, sono state osservate le principali differenze tra i due metodi. L’elettrosintesi dei precursori del catalizzatore Rh-Al2O3 ha portato ad uno scarso ricoprimento ma la fattibilità del processo è stata dimostrata tramite l’utilizzo di un elettrodo di Pt. Per il catalizzatore Pt-Al2O3, lo scarso controllo nella grandezza e distribuzione delle nanoparticelle di Pt elettrosintetizzate sulle schiume ricoperte di Al2O3 ha dimostrato l’esigenza di un metodo alternativo di sintesi. Questo prevede l’incorporazione delle nanoparticelle di Pt durante l’elettrosintesi del film di idrossido di alluminio. Utilizzando un elettrodo di Pt la fattibilità del processo è stata dimostrata, tuttavia il metodo richiede dei miglioramenti, in termini di ricoprimento e distribuzione delle particelle se condotto su schiume.

Hydrogen Production by Steam Reforming of Ethanol on Rh-Pt Catalysts: Influence of CeO2, ZrO2, and La2O3 as Supports

CeO2-, ZrO2-, and La2O3-supported Rh-Pt catalysts were tested to assess their ability to catalyze the steam reforming of ethanol (SRE) for H2 production. SRE activity tests were performed using EtOH:H2O:N2 (molar ratio 1:3:51) at a gaseous space velocity of 70,600 h−1 between 400 and 700 °C at atmospheric pressure. The SRE stability of the catalysts was tested at 700 °C for 27 h time on stream under the same conditions. RhPt/CeO2, which showed the best performance in the stability test, also produced the highest H2 yield above 600 °C, followed by RhPt/La2O3 and RhPt/ZrO2. The fresh and aged catalysts were characterized by TEM, XPS, and TGA. The higher H2 selectivity of RhPt/CeO2 was ascribed to the formation of small (~5 nm) and stable particles probably consistent of Rh-Pt alloys with a Pt surface enrichment. Both metals were oxidized and acted as an almost constant active phase during the stability test owing to strong metal-support interactions, as well as the superior oxygen mobility of the support. The TGA results confirmed the absence of carbonaceous residues in all the aged catalysts.