Laboratório de Eletroquímica e Eletrocatálise, Departamento de Química da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo.

palavras-chave: poli-o-metoxianilina, eletrodeposição de platina, eletrooxidação

A dispersão de partículas metálicas sobre matrizes de polímeros condutores tem sido de grande interesse na área de eletrocatálise. As matrizes de polímeros condutores além de proporcionar uma alta área superficial, possuem propriedades que estabilizam o depósito das partículas metálicas, minimizando os efeitos de envenenamento da superfície por espécies adsorvidas. Polímeros condutores tais como a poli-o-metoxianilina (POMA) têm sido utilizada como matriz para dispersar partículas de platina para catalisar a oxidação eletroquímica do metanol. Em um trabalho anterior [1] foram estudadas as condições de síntese ( tais como, concentração do monômero, velocidade de varredura de potenciais e carga anódica durante o crescimento do polímero) da POMA sobre platina lisa.

Neste trabalho foi estudada a influência das condições de eletrodeposição de partículas de platina neste polímero sobre a atividade eletrocatalítica do eletrodo no processo de eletrooxidação do metanol. Os filmes foram depositados eletroquimicamente na superfície de platina por voltametria cíclica, submetendo-a a varredura de potenciais entre 0,05 e 1,1V no primeiro ciclo e, a partir do segundo ciclo até 0,95 V, com velocidades de varredura de 50 mVs^-1, em meio de 0,5 mol L^-1 de o-metoxianilina e 0,5 mol L^-1 de H₂SO₄, até que se atingisse a carga anódica desejada. A incorporação de micropartículas de platina na matriz do filme polimérico foi feita por eletrodeposição a um potencial constante em soluções de H₂PtCl₆ sob forte agitação e controlada pela carga catódica durante o processo de deposição, considerando que a redução de Pt⁴⁺ a Pt⁰ tem uma eficiência de 100%. Foram estudados eletrodos com depósitos preparados em soluções de H₂PtCl₆ com concentrações que variaram entre 1,5 x 10^-4 e 20 x 10^-4 mol L^-1 , sendo que as partículas de platina foram depositadas em diferentes potenciais, 0,10 V, 0,20 V, 0,30 V e 0,40 V vs. ERH. O estudo da atividade catalítica dos filmes foi realizado através de voltametria cíclica em solução de metanol 0,10 mol L^-1. Os potenciais foram variados entre 0,05 a 0,95 V com velocidade de varredura potencial de 5 mV s^-1. Foi investigado também a influência do número de passos de deposição para uma mesma massa nominal de platina eletrodepositada. Os experimentos eletroquímicos foram realizados utilizando-se um potenciostato/galvanostato da Ecochemie modelo Autolab PGSTAT20.

Para se estudar a dependência do número de passos durante a etapa de deposição de platina foram preparados filmes de POMA e eletrodepositados sobre eles micropartículas de platina. Neste estudo foram depositados 200 m g cm^-2 de platina em todos os eletrodos a partir de uma solução 2 x 10^-4 mol L^-1 de H₂PtCl₆ em um potencial constante de 0,10 V vs. ERH. O depósito de platina foi feito com diferentes números de passos para cada eletrodo até que se atingisse uma massa nominal de 200 m g cm^-2. Para este estudo foram preparados eletrodos com 10 passos de 20 m g cm^-2 , 4 passos de 50 m g cm^-2, 2 passos de 100 m g cm^-2 e 1 passo de 200 m g cm^-2. Os resultados mostram que a densidade de corrente de eletrooxidação do metanol é fortemente dependente do número de passos de depósitos de platina e fica evidente que quanto maior o número de passos de depósitos de platina, maior é a densidade de corrente de pico da eletrooxidação do metanol e isto deve estar relacionado com o número de sítios de crescimento (núcleos) de micropartículas de platina na matriz polimérica.

Um outro parâmetro estudado foi a influência da concentração da solução de H₂PtCl₆ usado na deposição de platina. Para esse estudo foram preparados filmes de POMA com depósitos de platina de 60 m g cm^-2 em três passos de 20 m g cm^-2 eletrodepositados em 0,1 V vs. ERH. O processo de deposição foi feito em soluções de H₂PtCl₆ com concentrações que variaram de 1,5 x 10^-4 a 20 x10^-4 mol L^-1. Dentro do intervalo de concentração estudado, quanto menor foi a concentração, maior foi a densidade de corrente de pico na eletrooxidação do metanol.

Também foi investigada a influência do potencial de deposição das micropartículas de platina sobre a matriz polimérica. Para este estudo foram preparados filmes de POMA com depósitos de platina de 60 m g cm^-2 em três passos de 20 m g cm^-2 a partir de uma solução 2 x 10^-4 mol L^-1 de H₂PtCl₆. Os potenciais de deposição foram de 0,1, 0,2, 0,3 e 0,4 V vs. ERH. Os resultados mostraram que quanto maior o potencial de deposição, maior foi a densidade de corrente de pico durante a eletrooxidação do metanol. No potencial de 0,4 V vs. ERH existe um processo de oxidação da POMA e por isso não foi possível controlar o processo de deposição devido a que a carga obtida se referia a um processo misto. Nos dois casos, na variação da concentração de H₂PtCl₆ e na variação do potencial de deposição, quanto maior foi o tempo de deposição melhor foi o resultado apresentado, o que pode estar ocorrendo é que quanto maior o tempo de depósito, estaria sendo formado sobre a matriz polimérica, micropartículas de platina em maior quantidade e de menor tamanho, consequentemente resultando em uma maior superfície de platina eletroativa.

Conclui-se que: a) no estudo do número de passos de depósitos, quanto maior foi o número de passos de depósitos, maior foi a atividade eletrocatalítica dos eletrodos para a eletrooxidação do metanol; b) nos estudos da variação da concentração da solução de H₂PtCl₆ e da variação do potencial de deposição, quanto mais lento foi o depósito de platina maior foi a atividade eletrocatalítica dos eletrodos.

[1] D. Profeti e P. Olivi, Livro de resumo da 22^a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química, Poços de Caldas, Brasil, vol.3 (1999) EQ-073.

FAPESP/CNPq