Estudo da redução eletrocatalítica do CO2 em eletrodos recobertos com metalopolimeros a base de complexos metálicos de Salen - Anastácio, Fernanda Cristina [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2017)
O presente projeto de mestrado apresenta os resultados obtidos da modificação de eletrodos de platina recoberto com metalopolímeros, baseados em complexos metálicos de níquel(II) e paládio(II) com o ligante base de Schiff (N,N’-bis(salicilideno)etilenodanina) (Salen) com aplicação na redução eletrocatalítica de CO2. A obtenção do ligante e respectivos complexos foram confirmados mediante as técnicas espectroscópica na região do infravermelho e ultravioleta-visível. Através da técnica de voltametria cíclica foram obtidos os filmes eletroativos sobre a superfície do eletrodo de platina. Nessa etapa, foram investigados a influência dos números de ciclagem de potencial e a velocidade de varredura em solução de acetonitrila contendo 2,0 mmol L-1 dos complexos e 0,1 mol L-1 do eletrólito de suporte. O estudo da dependência da intensidade de corrente e do potencial de pico redox com a velocidade de varredura, permitiu concluir que o processo de transferência de elétrons ocorre pelo confinamento de espécies eletroativas na superfície, com o máximo grau de cobertura eletroativa de 6,00 nmol cm-2. Em ambos metalopolimeros foram realizadas avaliações da atividade eletrocatalítica, que apontaram resultados satisfatórios como, a diminuição do sobrepotencial e eficiência na eletroredução do dióxido de carbono dissolvido em meio aquoso. Os estudos eletroquímicos revela que o filme de poli[Pd(Salen)] foi capaz de catalisar a redução de CO2 a um potencial que é termodinamicamente mais favoráveis em comparação ao poli[Ni(Salen)].Os estudos em soluções de diferentes eletrólitos de suporte (HFPTBA, PTBA e TFBTBA), comprovaram que o ânion do eletrólito desempenha um papel predominante na manutenção da eletroneutralidade do filme polimérico durante os ciclos de oxi-redução.

The present master project presents the results obtained from the modification of platinum electrodes coated with metallopolymers, based on nickel (II) and palladium (II) metal complexes with the Schiff base bond (N, N'-bis (salicylidene) ethylenediamine) (Salen) with application in the electrocatalytic reduction of CO2. The ligand and its complexes were confirmed by spectroscopic techniques in the visible infrared and ultraviolet-visible regions.The electroactive films on the surface of the platinum electrode were obtainedby cyclic voltammetry technique. In this step, the influence of the potential cycling numbers and scan rate in acetonitrile solution containing 2.0 mmol L-1 of the complexes and 0.1 mol L-1 of the supporting electrolyte was investigated. The variation of the peak current and redox peak potential with the scan rate, allowed to conclude that the process of electron transfer occurs by the confinement of electroactive species on the surface, with the maximum degree of electroactive coverage of 6.00 nmol cm-2. In both metallopolymers were carried out evaluations of the electrocatalytic activity that indicated satisfactory results as the reduction of the overpotential and efficiency in the electroreduction of dissolved carbon dioxide in aqueous medium. The electrochemical studies showed that the poly [Pd(Salen)] film was able to catalyze the reduction of CO2 at a potential that is thermodynamically more favorable compared to poly [Ni(Salen)]. Studies on solutions of different electrolytes of (HFPTBA, PTBA and TFBTBA), has shown that the electrolyte anion plays a predominant role in the maintenance of the electroneutrality of the film during oxidation/reduction cycles.
Study of the electrocatalytic reduction of CO2 in electrodes coated with metal polymers based on metal complexes of Salen
Keywords: Eletropolimerização; Nanoestruturado; Metalopolimero; Eletrocatálise; Electropolymerization; Nanostructured; Metallopolyme; Electrocatalysis; CO2