Estudio del efecto del sustrato en la preparación de catalizadores bimetálicos Pt-Ru

J.M. SIEBEN; M.M.E. DUARTE; C.E. MAYER

Tandil, Buenos Aires

Congreso; XV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2007

Universidad del Centro y Universidad de Buenos Aires

La dispersión, actividad y estabilidad de los catalizadores soportados sobre materiales carbonosos depende del estado superficial del sustrato, principalmente de la concentración y naturaleza de los grupos funcionales presentes en la superficie del material. En este trabajo se estudia la influencia de pretratamientos electroquímicos de distintos sustratos en la dispersión y actividad de electrocatalizadores de PtRu para la oxidación de metanol en medio ácido Se utilizaron diferentes tipos de sustratos: carbono vítreo (CV), tela de grafito GC-10 (TG), fieltro de grafito GF-S2 (FG), y papel de carbono CFP AvCarbTM grade P-50 (PC), sobre los que se electrodepositaron catalizadores de PtRu, que posteriormente se utilizaron como ánodos para la electrooxidación de MeOH en medio ácido. Los sustratos carbonosos se oxidaron en 0,5 M H2SO4 a un potencial de 2 V (ECS) durante 300 s y se redujeron luego por aplicación de un barrido lineal de potencial a 1 mV s-1 hasta un límite catódico de -0,8 V. La deposición de Pt y Ru a partir de soluciones de H2PtCl6 - RuCl3 - 0,5 M H2SO4 se llevó a cabo por la aplicación de dos pulsos sucesivos de potencial, a - 0,5 V (ECS) durante 5 s, y a - 0,2 V (ECS) durante 300 s. Los depósitos fueron caracterizados por microscopía electrónica de barrido (SEM) y difracción de rayos X (XRD) y analizados por EDX. Las imágenes SEM mostraron que los depósitos metálicos obtenidos con los sustratos oxidados presentan una distribución superficial de las partículas más homogénea y tamaños menores que cuando el mismo sustrato no se encuentra oxidado. Por ejemplo para el catalizador de Pt:Ru/TG (25 %at. Ru) se observan un tamaño medio de partículas de 70 nm mientras que para el sistema Pt:Ru/TGox el tamaño de partícula es de 50 nm. Por XRD se determinaron los parámetros de red de las diferentes muestras para la estructura, fcc, propia del platino, observándose que afcc = 3,918 Å ± 0,006 Å para los depósitos con composición Pt:Ru (25 %at. Ru) mientras que para Pt puro es de 3,922 Å ± 0,008 Å, lo que indica que el Ru, que es más pequeño y tiene una estructura cristalina hexagonal compacta se encuentra formando una aleación con el Pt. El tamaño de los cristales determinados por XRD son 5 nm infiriéndose que las partículas observadas por SEM son en realidad aglomerados de cristales. El área superficial activa resulta ser mayor en aquellas muestras cuyos sustratos se encuentran oxidados por ejemplo para Pt/TG es de 35 m2g-1 y para Pt /TGox de 47 m2g-1.