Oxidação eletroquímica de 5-hidroximetilfurfural e glicose: adsorção em Pt (111) e Pt (110) e fotocatálise em BiVO4

dc.contributor.advisor1Sitta, Elton
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4326476348284298por
dc.contributor.authorMoreti, Lauren dos Santos
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/5010662875144214por
dc.date.accessioned2024-02-07T19:25:56Z
dc.date.available2024-02-07T19:25:56Z
dc.date.issued2023-11-24
dc.description.abstractThe exponential increase in energy demand has generated the need to develop more efficient methods based on renewable energy sources. One way to achieve this goal is storing the solar energy through chemical bonds, with emphasis on the production of H2 from water. Despite several advantages, obtaining H2 from water presents obstacles, especially in relation to oxidation processes, which can be avoided with the use of small organic molecules. In addition to providing electrons and protons for the formation of H2, the oxidation of organic molecules also makes it possible to obtain value-added products. Thus, the present dissertation presents a study on the interaction of glucose and 5-hydroxymethylfurfural with model surfaces – Pt(111) and Pt(110) – and with BiVO4 semiconductors modified with Zr, Mo and Pt. It was observed that the current density for glucose oxidation is proportional to the concentration and that the greatest activity occurs for Pt(111). However, on the two single crystalline surfaces, there was a high poisoning of the reactive sites throughout the voltammetric cycles, and this effect was more intense in Pt(110). It was also measured that the adsorption potential of the species has little influence on the charge obtained in the voltammograms after 10 cycles, but the maximum potential of each voltammetric cycle strongly influences the stability and charge of the cycles. 5-HMF generated a higher degree of poisoning than glucose, saturating both surfaces at concentrations of the order of 10-4 mol L-1. In order to reduce the poisoning caused by the interaction of organic molecules with Pt, a photoelectrochemical system containing BiVO4 (ZrMo) superficially modified with Pt was used. It was observed that Pt increases the charge by 24% and decreases the onset potential by 70 mV for glucose oxidation. The main advantage of the photoelectrochemical system was the stability of the current during one hour at fixed potential. However, the same effect was not observed in the presence of 5-HMF, which showed lower activity than water oxidation.eng
dc.description.resumoO aumento exponencial da demanda energética tem gerado a necessidade do desenvolvimento de métodos mais eficientes e baseados em fontes renováveis de energia. Uma forma de se alcançar tal objetivo é através do armazenamento de energia solar por meio de ligações químicas, com destaque para a produção de H2 a partir da água. Apesar de várias vantagens, a obtenção de H2 a partir da água apresenta entraves, principalmente em relação aos processos de oxidação, o que pode ser contornado por meio do uso de moléculas orgânicas pequenas. Além de proverem elétrons e prótons para formação de H2, a oxidação de moléculas orgânicas ainda possibilita a obtenção de produtos de valor agregado. Desta forma, a presente dissertação apresenta um estudo sobre a interação da glicose e do 5-hidroximetilfurfural com superfícies modelos – Pt(111) e Pt(110) – e com semicondutores BiVO4 modificados com Zr, Mo e Pt. Observou-se que a densidade de corrente para a oxidação da glicose é proporcional à concentração e que a maior atividade acontece para a Pt(111). Entretanto, nas duas superfícies monocristalinas houve um alto envenenamento dos sítios reativos ao longo dos ciclos voltamétricos, sendo esse efeito mais intenso na Pt(110). Também foi aferido que o potencial de adsorção das espécies pouco influencia na carga obtida nos voltamogramas após 10 ciclos, porém o potencial máximo de cada ciclo voltamétrico influencia fortemente a estabilidade e a carga dos ciclos. O 5-HMF gerou um grau de envenenamento superior ao da glicose, saturando as duas superfícies em concentrações da ordem de 10-4 mol L-1. Visando diminuir o envenenamento causado pela interação das moléculas orgânicas com a Pt, utilizou-se um sistema fotoeletroquímico contendo BiVO4(ZrMo) modificado superficialmente com Pt. Foi observado que a Pt aumenta a carga em 24% e diminui o potencial de onset em 70 mV para a oxidação da glicose. A principal vantagem do sistema fotoeletroquímico foi a estabilidade da corrente durante uma hora em potencial fixo. Contudo, o mesmo efeito não foi observado na presença de 5-HMF, que apresentou atividade inferior à da oxidação da água.por
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.identifier.citationMORETI, Lauren dos Santos. Oxidação eletroquímica de 5-hidroximetilfurfural e glicose: adsorção em Pt (111) e Pt (110) e fotocatálise em BiVO4. 2023. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/19226.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/19226
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQpor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectGlicosepor
dc.subject5-Hidroximetilfurfuralpor
dc.subjectMonocristaispor
dc.subjectPlatinapor
dc.subjectSuperfície modelopor
dc.subjectVanadato de bismutopor
dc.subjectGlucoseeng
dc.subject5-hydroxymethylfurfuraleng
dc.subjectSingle crystalseng
dc.subjectPlatinumeng
dc.subjectModel surfaceeng
dc.subjectBismuth vanadateeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::ELETROQUIMICApor
dc.titleOxidação eletroquímica de 5-hidroximetilfurfural e glicose: adsorção em Pt (111) e Pt (110) e fotocatálise em BiVO4por
dc.title.alternativeElectrochemical oxidation of 5-hydroxymethyl furfural and glucose: adsorption on Pt(111) and Pt(110) and photocatalysis on BiVO4eng
dc.typeDissertaçãopor

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