| Journal: | Journal of the Brazilian Chemical Society |
| Database: | PERIÓDICA |
| System number: | 000311200 |
| ISSN: | 0103-5053 |
| Authors: | Oliveira-Sousa, Adriana de1 Lima-Neto, Pedro de |
| Institutions: | 1Universidade Federal do Ceara, Departamento de Quimica Analitica e Fisico-Quimica, Fortaleza, Ceara. Brasil |
| Year: | 2002 |
| Volumen: | 13 |
| Number: | 2 |
| Pages: | 218-225 |
| Country: | Brasil |
| Language: | Inglés |
| Document type: | Artículo |
| Approach: | Experimental, aplicado |
| English abstract | In this work a systematic investigation was carried out of the surface characterization and electrocatalytic activity of Ti/Ir0.3Ti(0.7-x)Pb x O2-coated electrodes (0 <= x <= 0.7), using the oxygen evolution reaction (OER) in 0.5 mol dm-3 H2SO4 as model. The electrodes were prepared by thermal decomposition of IrCl3, TiCl3 and Pb(NO3)2 at 600 °C for 1 h using Ti as support. X-ray diffraction shows that the layers are crystalline and that the corresponding metal oxides are present. The surface morphology of the samples, before and after use under extensive oxygen evolution (Tafel experiment), was characterized by Scanning Electron Microscopy and the micrograph analyses show that the OER promotes the dissolution of the oxide layer. The redox processes occurring on the surface were characterized by cyclic voltammetry at 20 mV s-1 in 0.5 mol dm-3 aqueous H2SO4, at room temperature, and were controlled by the Ir3+/Ir4+ couple. The measured anodic voltammetric charge is related to the active area of the electrode showing that the replacement of TiO2 by PbO2 increases the surface area with the higher value being at 50 mol% PbO2. After oxygen evolution, the surface area increases slightly. Tafel slopes are independent of Pb content with the values around 60 mV decade-1, which suggest that only Ir sites are active for OER. The values of normalized current (i/q a) show some inhibition of the OER as TiO2 is replaced by PbO2 suggesting that PbO2, can be a good choice, with potential to improve the selectivity of the system. The reaction order with respect to H+ ion is zero at constant overpotential and ionic strength. The values of Tafel slope and reaction order indicate that a single reaction mechanism is operating |
| Portuguese abstract | Neste trabalho é feita uma investigação sistemática de caracterização morfológica e da atividade eletrocatalítica de eletrodos de Ti revestidos com camadas de Ir0.3Ti(0.7-x)Pb xO 2 (0 <= x <= 0,7), usando a reação de desprendimento de oxigênio (RDO), em meio de H2SO4 0,5 mol dm-3, como modelo. Os eletrodos foram preparados pela decomposição térmica de IrCl3, TiCl3 e Pb(NO3)2 a 600 °C por 1 h usando Ti como suporte. A difração de raios-X mostrou que a camada é cristalina e permitiu identificar a presença dos correspondentes óxidos nas camadas. A caracterização da morfologia superficial das amostras, antes e após uso sob desprendimento de oxigênio (experimento de Tafel), foi feita por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As análises das micrografias mostram que a RDO promove a dissolução da camada de óxido, indicando que o mecanismo de desativação destes eletrodos está associado à dissolução da camada. Os voltamogramas cíclicos obtidos em H2SO4 0.5 mol dm-3 a 20 mV s-1, à temperatura ambiente, mostram que o par redox Ir3+/Ir4+ controla a eletroquímica superficial dos eletrodos. Os valores de carga anódica são relacionados à área ativa dos eletrodos e mostram que esta aumenta com teor de Pb na camada, atingindo um máximo em 50% de Pb. Após a RDO, a área superficial das camadas aumenta. Os valores dos coeficientes de Tafel são independentes do teor de Pb na camada com valores de aproximadamente 60 mV decada-1, sugerindo que somente sítios de Ir são ativos para a RDO. Os valores de corrente normalizadas (i/q a) mostram algum |
| Disciplines: | Química |
| Keyword: | Química organometálica, Electrocatálisis, Reacción de evolución de oxígeno, Electrodos de dióxido de iridio, Oxido de plomo |
| Keyword: | Chemistry, Organometallic chemistry, Electrocatalysis, Oxygen evolution reaction, Iridium dioxide electrodes, Lead oxide |
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