Nanopartículas de níquel produzidas via deposição por laser pulsado suportados em fibras de carbono como catalisadores para eletro-oxidação da ureia

Abstract

Nanopartículas de níquel suportadas em papel de fibra de carbono comercial (PFC), tratados por plasma de amônia, foram produzidas por deposição por laser pulsado (PLD), com tempos de deposição de 3, 6 e 12 minutos, e foram utilizados como eletrocatalisadores no processo de eletro-oxidação da ureia. Avaliações da superfície e modificações na morfologia dos PFCs preparados antes e após o tratamento por plasma de amônia foram caracterizadas por Espectroscopia Raman e microscopia eletrônica de varredura (MEV). O PFC teve sua superfície modificada de hidrofóbica para hidrofílica como resultado da remoção de flúor durante o tratamento com plasma. A reação de eletro-oxidação da ureia a uma concentração de 0,33 mol L-1 foi realizada em um meio alcalino, com 1 mol L-1 de KOH, utilizando nanopartículas de Ni como catalisador. As propriedades catalíticas foram avaliadas eletroquimicamente através da voltametria cíclica (VC) e Cronoamperometria (CA). Os resultados obtidos mostraram que o eletrocatalisador com tempo de deposição de 3 minutos apresentou menor aglomeração de nanopartículas de Ni e exibiu pico com maior densidade de corrente, quando normalizada por área de superfície eletroativa (ESA). Porém, a maior densidade de corrente obtida para normalização pela área superficial geométrica do eletrodo (GSA) foi o eletrocatalisador com 6 minutos de deposição, devido à maior quantidade de nanopartículas de Ni e por não estar tão aglomeradas quanto a amostra com 12 minutos de deposição. Todos os eletrodos apresentaram boa estabilidade catalítica, conforme verificado por CA. Os resultados demonstraram que o PFC, de baixo custo e ambientalmente amigável, pode ser utilizado como suporte de nanopartículas de Ni no processo de eletro-oxidação da ureia, tendo grande potencial para aplicação prática no tratamento de efluentes residuais e industrias ricos em ureia, gerando H2 que poderá ser aproveitado na geração de eletricidade