Pt- and Ru-Doped SnO2–Sb Anodes with High Stability in Alkaline Medium

Different Pt- and Ru-doped Ti/SnO2–Sb electrodes were synthesized by thermal decomposition. The effect of the gradual substitution of Sb by Ru in the nominal composition on the physicochemical and electrochemical properties were evaluated. The electrochemical stability of the electrodes was estimated from accelerated tests at 0.5 A cm–2 in 1 M NaOH. Both as-synthesized and deactivated electrodes were thoroughly characterized by scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray microanalysis (EDX), transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and X-ray diffraction analysis (XRD). The incorporation of a small amount (about 3 at. %) of both Pt and Ru into the SnO2–Sb electrodes produced a 400-times increase in their service life in alkaline medium, with no remarkable change in the electrocatalysis of the oxygen evolution reaction (OER). It is concluded that the deactivation of the electrodes is promoted by alkaline dissolution of metal species and coating detachment at high potentials. The introduction of Pt has a coating compacting effect, and Ru(IV), at low amounts until 9.75 at. %, replaces the Sn(IV) cations in the rutile-like SnO2 structure to form a solid solution that strongly increases the stability of the electrodes. The observed Ru segregation and decreased stability for larger Ru contents (x > 9.75 at. %), together with the selective dissolution of Ru after deactivation, suggest that the formation of a homogeneous (RuδSn1−δ)O2 single-phase is crucial for the stabilization of these electrodes.

Large extraordinary Hall effect in [Pt/Co]5/Ru/[Co/Pt]5 multilayer

This Brief Report presents giant extraordinary Hall effect (EHE) in the Ru-mediated antiferromagnetically coupled [Pt/Co]5/Ru/[Co/Pt]5 multilayers (MLs) compared with those MLs without the Ru spacer. The enhancement of the EHE is attributed to the strong Ru/Co interface scattering. Through the variation in the Pt layer thickness and the temperature, we determine the relation between the Hall voltage and the longitudinal resistivity. It is found that the conventional scaling analysis has difficulties in consistently interpreting our data.

Propriedades elétricas e magnéticas de novos compostos com o ânion condutor [Ni(dmit)2]- e radicais magnéticos nitronil nitróxido

Three compounds have been synthesized with formulae [3-MeRad][Ni(dmit)2] (1), [4-MeRad][Ni(dmit)2] (2) and [4-PrRad][Ni(dmit)2] (3) where [Ni(dmit)2]- is an anionic pi-radical (dmit = 1,3-dithiol-2-thione-4,5-dithiolate) and [3-MeRad]+ is 3-N-methylpyridinium alpha-nitronyl nitroxide, [4-MeRad]+ is 4-N-methylpyridinium alpha-nitronyl nitroxide and [4-PrRad]+ is 4-N-propylpyridinium alpha-nitronyl nitroxide. The temperature-dependent magnetic susceptibility of 1 revealed that an antiferromagnetic interaction operates between the 3-MeRad+ radical cations with exchange coupling constants of J1 = - 1.72 cm-1 and antiferromagnetism assigned to the spin ladder chains of the Ni(dmit)2 radical anions. Compound 1 exhibits semiconducting behavior and 3 presents capacitor behavior in the temperature range studied (4 - 300 K).

Estudo da eletrocristalização de Ni e Ni-P sobre ultramicroeletrodo de platina

This work describes a comparative study of the electrocrystallization of Ni and Ni-P on Pt ultramicroelectrodes using chronoamperometric measurements. It was possible to confirm that in all cases a progressive nucleation was the predominant mechanism. Moreover, the application of the Atomistic Theory to the experimental rate of nuclei formation showed that the number of atoms in the critical nucleus was zero, except for Ni-P on Pt at low overpotentials were a value of one was observed. Furthermore, the physical characterisation of the different deposits on Pt by atomic force microscopy allowed observing the coalescence of the hemispherical nuclei of Ni and Ni-P at t max thus confirming the results obtained from the current-time analysis.

Ethanol electrooxidation onto stepped surfaces modified by Ru deposition: electrochemical and spectroscopic studies

Oxidation of ethanol on ruthenium-modified Pt(775) and Pt(332) stepped electrodes has been studied using electrochemical and FTIR techniques. It has been found that the oxidation of ethanol on these electrodes takes place preferentially on the step sites yielding CO(2) as the major final product. The cleavage of the C-C bond, which is the required step to yield CO(2), occurs only on this type of site. The presence of low ruthenium coverages on the step sites promotes the complete oxidation of ethanol since it facilitates the oxidation of CO formed on the step from the cleavage of the C-C bond. However, high ruthenium coverages have an important inhibiting effect since the adatoms block the step sites, which are required for the cleavage of the C-C bond. Under these conditions, the oxidation current diminishes and the major product in the oxidation process is acetic acid, which is the product formed preferentially on the (111) terrace sites.

Electrochemical and spectroscopic studies of ethanol oxidation on Pt stepped surfaces modified by tin adatoms

Ethanol oxidation on platinum stepped surfaces vicinal to the (111) pole modified by tin has been studied to determine the role of this adatom in the oxidation mechanism. Tin has been slowly deposited so that the initial stages of the deposition take place on the step, and deposition on the terrace only occurs when the step has been completely decorated. Voltammetric and chronoamperometric experiments demonstrate that tin on the step catalyzes the oxidation. The maximum enhancement is found when the step is completely decorated by tin. FTIR experiments using normal and isotopically labeled ethanol have been used to elucidate the effect of the tin adatoms in the mechanism. The obtained results indicate that the role of tin is double: (i) when the surface has sites capable of breaking the C-C bond of the molecule, that is, when the step sites are not completely covered by tin, it promotes the oxidation of CO formed from the molecular fragments to CO(2) through a bifunctional mechanism and (ii) it catalyzes the oxidation of ethanol to acetic acid.

Non-equilibrium energy and momentum accommodation coefficients of Ar atoms scattered from Ni(001) in the thermal regime: A molecular dynamics study

Molecular dynamics simulations are used to study energy and momentum transfer of low-energy Ar atoms scattered from the Ni(001) surface. The investigation concentrates on the dependence of these processes on incident energy, angles of incidence and surface temperature. Energy transfer exhibits a strong dependence on the surface temperature, at incident energies below 500 meV, and incident angles close to specular incidence. Above 500 meV, the surface temperature dependence vanishes, and a limiting value in the amount of energy transferred to the surface is attained. Momentum exchange is investigated in terms of tangential and normal components. Both components exhibit a weak surface temperature dependence, but they have opposite behaviours at all incidence angles. In each component, momentum can be lost or gained following the interaction with the surface. (C) 1997 Elsevier Science B.V.

Hydrogen evolution on nanostructured Ni-Cu foams

Three-dimensional (3D) nickel-copper (Ni-Cu) nanostructured foams were prepared by galvanostatic electrodeposition, on stainless steel substrates, using the dynamic hydrogen bubble template. These foams were tested as electrodes for the hydrogen evolution reaction (HER) in 8 M KOH solutions. Polarisation curves were obtained for the Ni-Cu foams and for a solid Ni electrode, in the 25-85 degrees C temperature range, and the main kinetic parameters were determined. It was observed that the 3D foams have higher catalytic activity than pure Ni. HER activation energies for the Ni-Cu foams were lower (34-36 kJ mol(-1)) than those calculated for the Ni electrode (62 kJ mol(-1)). The foams also presented high stability for HER, which makes them potentially attractive cathode materials for application in industrial alkaline electrolysers.

Determinação dos elementos-traço (Zn, Co e Ni) em sedimentos da Plataforma Continental Amazônica sob influência da descarga do rio Amazonas

Esta pesquisa foi desenvolvida na Plataforma Continental Amazônica (PCA) no trecho compreendido entre os cabos Orange (AP) e Maguari (PA), para determinar os teores de Zn, Co e Ni nos sedimentos superficiais, identificando o papel dos sedimentos como fonte ou reserva de elementos-traço. A concentração dos elementos metálicos apresentou a seguinte associação: Zn > Ni > Co. Os sedimentos localizados na PCA podem ser considerados como sítio de ocorrência natural dos elementos metálicos, não havendo influência de fontes poluidoras na liberação destes para o sistema.

Estudo de metais pesados (Co, Cu, Fe, Cr, Ni, Mn, Pb e Zn) na Bacia do Tarumã-Açu Manaus (AM)

Os resíduos gerados em domicílios incluem diversos produtos, como pesticidas, produtos farmacêuticos, detergentes, óleos de cozinha, metais pesados contidos em baterias e outros utensílios. Esses resíduos são lançados continuamente em aterro sanitário ou lixões em cidades como Manaus. O chorume produzido nesses aterros, quando não tratados, contamina recursos hídricos superficiais e subterrâneos. Neste estudo foi feita uma avaliação das conseqüências da liberação do chorume no sistema hídrico da bacia do Tarumã-Açu. Amostras de água e sedimento foram coletadas nos igarapés Matrinxã, Acará, Bolívia, bacia do Tarumã-Açu e dentro do aterro sanitário (Manaus - Amazonas - Brasil) em março 2001. As amostras de água foram filtradas em filtro Milipore (0,45 mm de poro) e, em seguida, tratadas com HNO3 concentrado. As amostras de sedimento foram peneiradas em malha de 0,053 mm e digeridas com HCl:HNO3 (1:3) a 150ºC. As concentrações de alguns metais pesados (Co, Cu, Fe, Cr, Ni, Mn, Pb e Zn) foram determinadas nas amostras de água e sedimento por espectrometria de absorção atômica de chama. Os resultados revelaram que a concentração dos metais pesados é muito acima dos permitidos pela resolução 357/2005 do CONAMA em praticamente todos os locais amostrados, mostrando que o Aterro Sanitário é um dos principais responsáveis pelo impacto ambiental observado nos corpos hídricos estudados. As análises dos componentes principais (PCA) e hierárquica de cluster (HCA), revelam que os pontos de coleta localizados dentro do aterro sanitário apresentam características diferentes dos outros locais amostrados. Além disso, o HCA e PCA mostraram que existe uma similaridade entre os pontos de coleta localizados fora do aterro o que permite afirmar que o chorume do aterro se dissolve por todo corpo hídrico estudado.

Peletização do lodo de esgoto e adição de CaCO3 na produção de matéria seca e absorção de Zn, Cu e Ni pelo milho em três latossolos

Em experimento de casa de vegetação, realizado em Campinas (SP), no período de janeiro a maio de 1980, estudaram-se os efeitos da peletização do lodo de esgoto, nas doses 0, 1 e 5% (v/v) do material seco, na produção de matéria seca e na absorção de Zn, Cu e Ni pela parte aérea do milho (Zea mays L.), em latossolo roxo (LR), latossolo vermelho-escuro (LE) e latossolo vermelho-amarelo (LV), que receberam ou não adição de CaCO3 suficiente para elevação do pH em água para 6,0. O experimento foi realizado em vasos com dois litros de capacidade, delineados em blocos ao acaso, com três repetições, e os tratamentos arranjados num esquema fatorial. Após 200 dias de incubação dos solos com o lodo e CaCO3, cultivaram-se quatro plantas de milho em cada vaso. A parte aérea foi quantificada 56 dias após a germinação, sendo cortada, seca, pesada e analisada para os elementos Zn, Cu e Ni. Amostras de terra de cada tratamento foram retiradas e tiveram os metais extraídos pelo DTPA. A peletização do lodo de esgoto resultou em diminuição significativa na produção de matéria seca pela parte aérea do milho, nos três solos estudados, em comparação com o lodo não peletizado. A adição de CaCO3 proporcionou aumento significativo na produção de matéria seca do milho apenas nos dois solos mais ácidos (LE e LV) e diminuiu o acúmulo de Zn na parte aérea desse vegetal cultivado no LE, sem distinção quanto ao tipo de lodo aplicado, não se observando diferenças significativas na absorção de Ni, em todos os solos analisados. A incorporação do lodo peletizado , que continha 19% menos Zn e Ni que o não peletizado, resultou em menor absorção de Zn, Cu e Ni nos três solos, exceto para o Ni no LR. Para todos os solos investigados, o método do DTPA mostrou-se mais adequado em prognosticar as quantidades disponíveis de Zn e de Cu para o milho, independentemente do tipo de lodo de esgoto aplicado e da elevação ou não do pH do solo pela adição de CaCO3.

Efeito da omissão de N, NI, Mo, Co e S sobre os teores de N e S em feijoeiro

Foi avaliado o efeito da omissão de N, Ni, Mo, Co e S sobre os teores de N e S em feijoeiros (Phaseolus vulgaris ) inoculados e não inoculados com Rhizobium, em casa de vegetação. O experimento foi realizado em um esquema fatorial com dois tipos de solo (Neossolo Flúvico), dois níveis de inoculação (com e sem), combinados com seis adubações: (a) Completo (N, P, K, Ni, Mo, Co e S); (b) sem N; (c) sem Ni; (d) sem Co; (e) sem Mo; (f) sem S. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com três repetições. Foram fornecidos 126 mg kg-1 de N (parcelados no plantio, aos 10 e 25 dias da emergência - DAE), 248 mg kg-1 de P, 117 de K e 48 de S, aplicados no solo, e 10, 250 e 10 mg L-1 de Ni, Mo e Co, respectivamente, aplicados via foliar aos nove DAE. A colheita foi efetuada aos 35 DAE, separando-se a folha indicadora das demais. A adubação nitrogenada aumentou o crescimento das plantas, indicando serem os solos deficientes em N, bem como reduziu os teores foliares de N e S. A omissão dos demais nutrientes não alterou o crescimento das plantas nem o teor de N foliar, mas a omissão de S reduziu, como esperado, o teor de S foliar.

Teores de Fe, Mn, Zn, Cu, Ni E Co em solos de referência de Pernambuco

Metais pesados formam um grupo de elementos com particularidades relevantes e de ocorrência natural no ambiente, como elementos acessórios na constituição de rochas. Esses elementos, apesar de associados à toxidez, exigem tratamento diferenciado em relação aos xenobióticos, uma vez que diversos metais possuem essencialidade (Fe, Mn, Cu, Zn e Ni) e benefício (Co) comprovados para as plantas. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi determinar os teores naturais dos metais Fe, Mn, Zn, Ni, Cu e Co nos solos de referência de Pernambuco. Foram coletadas amostras de solo nas três regiões fisiográficas (Zona da Mata, Agreste e Sertão), dos dois primeiros horizontes dos 35 solos de referência do Estado de Pernambuco. A digestão das amostras baseou-se no método 3051A (USEPA, 1998), e a determinação foi efetuada em ICP-OES. Correlações significativas foram estabelecidas entre os metais e entre estes e a fração argila do solo, em ambos os horizontes, indicando a associação comum da maioria dos metais com solos mais argilosos. A maioria dos solos apresentou teores de Fe, Mn, Zn, Cu, Ni e Co menores que os de solos de outras regiões do País, com litologia mais máfica, o que corrobora o fato de que os teores desses elementos são mais diretamente relacionados aos minerais Fe-magnesianos. Os resultados indicam baixo potencial dos solos de Pernambuco em liberar Cu, Co e Ni para plantas, enquanto deficiências de Zn, Fe e Mn são menos prováveis. Os teores naturais de Fe, Mn, Zn, Cu, Ni e Co determinados podem ser utilizados como base para definição dos Valores de Referência de Qualidade para os solos de Pernambuco, de acordo com o preconizado pela legislação nacional.