APLICAÇÃO DE FERRAMENTAS QUIMIOMÉTRICAS NO ESTUDO DO PROCESSO DE ELETRODEPOSIÇÃO DE Pd NA PRESENÇA E NA AUSÊNCIA DE ULTRASSOM SOBRE CAMADAS DIFUSORAS MODIFICADAS
ANOVA-PCA, Eletrodeposição, Paládio, Planejamento Fatorial, Ultrassom, Voltametria Cíclica
Um dos principais desafios na preparação dos eletrodos de difusão de gasosa está relacionado com o alto custo da platina que é o componente principal da camada catalítica. Neste contexto, o paládio é um candidato interessante para substituir a platina, parcialmente ou completamente, devido ao seu menor custo, maior abundância e uma boa atividade catalítica em reações usando hidrogênio. Neste estudo, a eletrodeposição de Pd foi investigada usando técnicas eletroquímicas assistidas por ultrassom. A deposição eletroquímica foi estudada usando um planejamento fatorial 24 como ferramenta quimiométrica, objetivando reduzir o número de experimentos e estimar os efeitos das interações entre as variáveis. As variáveis investigadas foram o número de ciclos de deposição (NCD = 100 e 300 ciclos), velocidade de varredura (v = 50 e 100 mV s-1), concentração de Pd2+ ([Pd2+] = 0,5 a 1,0.10-3 mol L-1) e na ausência e na presença de ondas de ultrassom (US, 100 W). A área superficial eletroquimicamente ativa (ASEA) foi usada como resposta. De acordo com esse estudo todas as variáveis foram significativas, o US, NCD, v e a [Pd2+], com o US apresentando maior significância. Algumas interações de segunda e terceira ordem também apresentaram significância. A melhor condição avaliada foi aquela realizada com maiores NCD, [Pd²+], em menores v e na presença de ultrassom. Através da aplicação da técnica ANOVA-PCA foi possível observar que todas as variáveis contribuem para uma mudança no perfil das respostas voltamétricas observadas, especialmente no pico relacionado ao processo de dessorção de hidrogênio. Análises morfológicas e estruturais por microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo gerado por um canhão de elétrons (FEG), difração de raios X (DRX) e espetroscopia de energia dispersiva de raios X (EDS) foram realizadas. De uma maneira geral, foi possível verificar que o uso do ultrassom durante o processo de eletrodeposição de Pd promoveu um aumento da quantidade de Pd eletrodepositado, afetando a morfologia das nanopartículas aglomeradas, as quais parecem promover um aumento da ASEA.