CATALIZADORES NANOESTRUCTURADOS Cu@Pt-Ru TIPO ?CORESHELL? PARA LA ELECTRO-OXIDACIÓN DE ALCOHOLES

J.M. SIEBEN; V. COMIGNANI; M.M.E. DUARTE

Puerto Iguazú

Congreso; 13er Congreso Internacional en Ciencia y Tecnología de Metalurgía y Materiales - SAM CONAMET 2013; 2013

Asociación Argentina de Materiales, Universidad de Misiones y otros

En el presente trabajo se evalúa la actividad de sistemas trimetálicos Cu@Pt-Ru de tipo ?core-shell? en la electro-oxidación de metanol (MeOH) y etanol (EtOH). La preparación de los catalizadores nanoestructurados Cu@Pt-Ru soportados sobre carbón Vulcan-XC 72 activado se ha llevado a cabo por medio de un proceso de dos etapas: i) reducción química de iones Cu+2 para generar nanopartículas de Cu depositadas sobre el material carbonoso particulado y ii) posterior reemplazo galvánico parcial del Cu por platino y rutenio utilizando soluciones acuosas diluidas de H2PtCl6 y RuCl3 de diferente composición. Las características (estructura, composición, morfología, etc.) de los catalizadores soportados fueron investigadas por SEM, TEM, EDX, XRD, XPS e ICP-AES  y por el uso de técnicas electroquímicas convencionales. Las imágenes TEM revelan que los depósitos están compuestos por partículas nanométricas con diámetros de entre 4 y 7 nm, las cuales se encuentran distribuidas homogéneamente sobre toda la superficie del material soporte. La composición de los materiales ha sido determinada por EDX e ICP-AES, mientras que la formación de estructuras ?core-shell? ha sido confirmada por ensayos XPS y XRD.     La actividad catalítica de los electrodos para la electro-oxidación de MeOH y EtOH fue evaluada por medio de voltametría cíclica y cronoamperometría. Se ha observado, por ejemplo, que un catalizador Cu@Pt-Ru/C (3,1 wt% Pt, 0,1 wt% Ru, 2,68 wt% Cu) presenta mayor actividad catalítica para la oxidación de metanol que un catalizador comercial Pt-Ru/C (20 wt% Pt, 10 wt% Ru), aún cuando la cantidad de Pt presente en el catalizador ?core-shell? está muy por debajo de la presente en el sistema comercial. Este estudio muestra que es posible preparar catalizadores trimetálicos tipo ?core-shell? con bajo contenido de Pt que presentan una actividad catalítica mejorada para la electro-oxidación de alcoholes cuando se lo compara con catalizadores comerciales Pt-Ru/C con alto contenido de Pt.