Os pesquisadores do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF) Kaline Nascimento da Silva, Gabriela Soffiati, Edison Z. da Silva, Miguel A. San-Miguel e Elton Sitta publicaram o artigo “Using the site-knockout strategy to understand the low activity of the nitrate electro-reduction reaction on Pt(111)” no periódico científico New Journal of Chemistry no fim de maio.
O trabalho é resultado da parceria entre o grupo de eletroquímica liderado pelo Elton Sitta, professor da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), e o grupo UMSL (Unicamp Materials Simulation Lab), liderado por Miguel A. San-Miguel, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).
Resumo
As reações de redução de nitrato e nitrito (NO3RR e NO2RR, respectivamente) são processos importantes no tratamento de água, bem como processos modelo em ciência de superfície. A cinética lenta observada para NO3RR em eletrodos de Pt é geralmente explicada pela dificuldade em remover o NOad. No entanto, a NO2RR compartilha esse mesmo intermediário e apresenta maior atividade nas mesmas condições experimentais. Neste trabalho, foi empregada a estratégia de bloqueio do sítio para mostrar que o nitrato requer sítios contíguos de Pt para ser convertido em nitrito e, em seguida, em NOad. Tanto a NO3RR quanto a NO2RR foram estudadas em Pt(111) e Pt(111) modificado com íons cianeto (Pt(111)-CN). Enquanto a NO2RR apresentou menor atividade em Pt(111)-CN do que em Pt(111), a NO3RR foi completamente inibida. Independentemente da presença de cianeto, a análise baseada em DFT revelou que tanto a adsorção de NO3 quanto de NO2 poderia ocorrer na forma bidentada. No entanto, após essa etapa, sítios contíguos adicionais devem ser fornecidos para garantir que o NO3ad prossiga com a reação de redução, o que não está disponível em Pt(111)-CN. Esses resultados trazem evidências experimentais de que a conversão de nitrato em nitrito é um gargalo importante na NO3RR e que a presença de NOad (produzido como intermediário durante a NO3RR) não favorece essa etapa, uma vez que o NOad também limita o tamanho do sítio de adsorção.
CDMF
O CDMF é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) apoiados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), e recebe também investimento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), a partir do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Materiais em Nanotecnologia (INCTMN).
