Síntese de óxidos metálicos binários suportados em carbono amorfo (printex 6L) para a produção eletroquímica de peróxido de hidrogênio (H2O2)

O presente trabalho visa o estudo da eletrossíntese de H2O2 a partir da reação de redução de oxigênio (RRO) utilizando carbono Printex 6L modificado com óxidos binários compostos de nióbio, molibdênio e paládio, síntetizados pelo método dos precursores poliméricos. A análise dos materiais preparados foi feita a partir de experimentos de análise termogravimétrica (do inglês, TGA), fluorescência de raios X (FRX) e também de difração de raios X (DRX). As temperaturas de síntese foram escolhidas a partir dos resultados de TGA e tendo como temperatura máxima de 400 °C. As análises dos espectros de emissão de FRX mostraram a eficiência na incorporação dos materiais na matriz de carbono. Experimentos de DRX mostraram a presença de fases cristalinas de MoO2 e Nb2 O5 e PdO, e em comparação aos resultados da técnica de voltametria cíclica, existem pares redox que podem ser associados as transições dos metais nos estados de oxidação de +4 e +5, para molibdênio e nióbio, respectivamente e do estado +2 para o paládio. Nos experimentos de voltametria de varredura linear pode-se observar a tendência de maior geração de H2O2 pelo material com teor de 1% NbMo quando comparado com o carbono Printex 6L, de modo que foram calculadas as eficiências de geração de H2O2 , obtendo um resultado de 55,5% para o modificador de 1% NbMo comparado com 47,4% para o Printex 6L, e também de número de elétrons envolvidos na reação com um valor de 2,9 para o material de 1% e 3,1 para o carbono Printex. As análises das curvas de Koutechy-Levich confirmam os resultados anteriores. Análises em condições reduzidas na síntese orgânica corroboraram a melhor eficiência do material de 1% para o material com nióbio e molibdênio e revelaram a também a melhora eletrocatalítica do carbono quando incorporado com óxidos mistos de nióbio e paládio, sendo o melhor resultado expresso no material contendo 5% de nióbio e paládio, na proporção molar de 95 para 5% de cada elemento, respectivamente.

Ductile Metal Oxides Impregnated on Magnetite: New Catalysts in Organic Synthesis

Ramón's group has designed a simple, robust and inexpensive methodology for the impregnation of different transition metal oxides on the surface of magnetite and their use in catalysis.

Interplay Between Structure, Stoichiometry, and Electron Transfer Dynamics in SILAR-based Quantum Dot-Sensitized Oxides

We quantify the rate and efficiency of picosecond electron transfer (ET) from PbS nanocrystals, grown by successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR), into a mesoporous SnO2 support. Successive SILAR deposition steps allow for stoichiometry- and size-variation of the QDs, characterized using transmission electron microscopy. Whereas for sulfur-rich (p-type) QD surfaces substantial electron trapping at the QD surface occurs, for lead-rich (n-type) QD surfaces, the QD trapping channel is suppressed and the ET efficiency is boosted. The ET efficiency increase achieved by lead-rich QD surfaces is found to be QD-size dependent, increasing linearly with QD surface area. On the other hand, ET rates are found to be independent of both QD size and surface stoichiometry, suggesting that the donor–acceptor energetics (constituting the driving force for ET) are fixed due to Fermi level pinning at the QD/oxide interface. Implications of our results for QD-sensitized solar cell design are discussed.

Photogeneration of Hydrogen from Water by Hybrid Molybdenum Sulfide Clusters Immobilized on Titania

Two new hybrid molybdenum(IV) Mo3S7 cluster complexes derivatized with diimino ligands have been prepared by replacement of the two bromine atoms of [Mo3S7Br6]2− by a substituted bipyridine ligand to afford heteroleptic molybdenum(IV) Mo3S7Br4(diimino) complexes. Adsorption of the Mo3S7 cores from sample solutions on TiO2 was only achieved from the diimino functionalized clusters. The adsorbed Mo3S7 units were reduced on the TiO2 surface to generate an electrocatalyst that reduces the overpotential for the H2 evolution reaction by approximately 0.3 V (for 1 mA cm−2) with a turnover frequency as high as 1.4 s−1. The nature of the actual active molybdenum sulfide species has been investigated by X-ray photoelectron spectroscopy. In agreement with the electrochemical results, the modified TiO2 nanoparticles show a high photocatalytic activity for H2 production in the presence of Na2S/Na2SO3 as a sacrificial electron donor system.

Control techniques for nitrogen oxides from stationary sources.

Includes bibliographies.