TESIS
Nanoestructuras Pt/NTC y Pt-Ni/NTC preparadas por impregnación en fase vapor y su evaluación electrocatalítica en reacciones catódicas
Fecha
2018-06-04Registro en:
Torres Santillán, Esther. (2012).Nanoestructuras Pt/NTC y Pt-Ni/NTC preparadas por impregnación en fase vapor y su evaluación electrocatalítica en reacciones catódicas. (Doctorado en Ciencias en Metalurgia y Materiales). Instituto Politécnico Nacional, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas. México.
Autor
Torres Santillán, Esther
Institución
Resumen
RESUMEN: En el presente trabajo se describe la preparación, caracterización y evaluación de
las propiedades electrocatalíticas de nanoestructuras del tipo Pt/NTCs y Pt-Ni/NTCs
(NTCs: nanotubos de carbono). La técnica impregnación-descomposición en fase
vapor (IDFV), se utilizó para preparar los nanomateriales. Los nanotubos de carbono
que se utilizaron fueron de multipared (MWNTC) y de disponibilidad comercial. Las
nanoestructuras se caracterizaron empleando técnicas de microscopía electrónica
de barrido (MEB), microscopía electrónica de transmisión (MET), espectroscopia por
dispersión de energía (EDS) y difracción de rayos X (DRX), espectroscopia
fotoelectrón de rayos X (XPS). Las nanoestructuras se evaluaron
electroquímicamente para conocer su desempeño en la reacción de reducción de
nitratos (RRN) y en la reacción de reducción de oxígeno (RRO). El estudio de la
primera reacción tiene el propósito de buscar la reducción de iones nitrato en
medios acuosos. La segunda reacción es de importancia tecnológica en la aplicación
en celdas combustible. La evaluación electroquímica se llevó a cabo empleando
Voltametría Cíclica (VC), Voltametría Lineal (VL) con Electrodo de Disco Rotatorio
(RDE). Las nanoestructuras fueron evaluadas de 0.7 a -0.2 V / SCE en medio ácido
(0.5 M H2SO4) en la RRO y de 0.2 a -1.0 V /SCE en medio alcalino (1.0 a 0.001 M
NaNO3 en 0.5 M NaOH) para la RRN. El desempeño de los materiales se comparó
con materiales de referencia y comerciales.
La técnica IDFV tiene la ventaja de permitir una excelente dispersión de la fase
activa sobre los NTC’s presentando una mayor eficiencia con los de Pt soportados
sobre nanotubos de carbón, como electrocatalizadores en la reacción de RRO y en la
RRN.
ABSTRACT: In this research, nanostructures of Pt/CNT and Pt-Ni/CNT were prepared (CNT:Carbon
Nanotube). The technique impregnation-descomposition vapor-phase (IDVP). Was used
to prepared materials. The nanotubes employed were multiwall carbon nanotubes
(MWCNT) and of commercial disponibility. The nanoestrutures were characterized
using high resolution transmission electron microscopy (HR-TEM), energy dispersion
spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD), photoelectron X-ray spectroscopy
(XPS). The nanostructures’ were assessed electrochemically to know their performance
in the nitrate reduction reaction (NRR) and in the oxygen reduction reaction (ORR). The
study of the first reaction with the objective of reduction of nitrate ions in acuoses
systems. The second reaction of technological importance in the design of fuel cell. The
electrochemical evaluation was carry with techniques of cyclic voltammetry (CV), linear
voltammetry (LV) with rotating disc electrode, (RDE), to quantify the density of current
generated, and compare the results with respect to conventional materials. The
nanoestructures were assessed at different potential ranges from 0.7 to -0.2 V / SCE
in acid medium for the ORR and 0.2 to -1.0 V / SCE in alkaline medium for the NRR.
The performances of these materials were compared with reference and commercial
materials.
The (IDFV) technique has the advantage of allowing excellent dispersion of the active
fase on CNT; a greater efficiency was with Pt supported on carbon nanotubes as
electrocatalysts in the NRR and ORR.