The oxidation of formaldehyde on high overvoltage DSA type electrodes

Motheo, Artur J.; González, Ernesto Rafael; Tremiliosi‐Filho, Germano; Olivi, Paulo; Andrade, Adalgisa R. de; Kokoh, K. Boniface; Léger, Jean‐Michel; Belgsir, E.M.; Lamy, C.

doi:10.1590/s0103-50532000000100004

Cited by 39 publications

(30 citation statements)

References 17 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…2,3,11 The Ti/Ru 0.3 Sn 0.7 O 2 electrode was prepared in the laboratory by the standard technique of thermal decomposition of the appropriate mixture of precursor salts (0.2 mol dm -3 SnCl 2 and RuCl 3 .nH 2 O dissolved in 1:1 HCl (v/v)) at 400°C under a flux of oxygen (5 cm 3 min -1 ). After each addition of chloride precursors the electrode was calcinated for ten min.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Cyclic voltammetric behaviour of dimensionally stable anodes in the presence of C1 - C3 aldehydes

Malpass¹,

Motheo²

2003

J. Braz. Chem. Soc.

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Este trabalho descreve o estudo voltamétrico de três aldeídos alifáticos: formaldeído, acetaldeído e propionaldeído sobre ânodos do tipo Dimensionalmente Estáveis (ADE  ). Eletrodos com composição Ti/Ru 0.3 M 0.7 O 2 (onde M = Ti ou Sn) foram utilizados em solução de 0.5 mol dm -3 H 2 SO 4 usando uma célula do tipo filtro-prensa. Ambos os eletrodos apresentam um comportamento típico dos ADE  frente a oxidação de formaldeído. Porém, para acetaldeído e propionaldeído, um desvio do padrão é observado na forma de uma diminuição da carga anódica faradaica normalizada (q fn ) e da densidade da corrente associada com a reação de desprendimento de oxigênio (RDO). Um possível mecanismo considerando a oxidação direta dos aldeídos é sugerido.This work describes the cyclic voltammetry study of three aliphatic aldehydes: formaldehyde, acetaldehyde and propionaldehyde at dimensionally stable anodes (DSA  ). Electrodes of nominal composition Ti/Ru 0.3 M 0.7 O 2 (where M = Ti ou Sn) were used in 0.5 mol dm -3 H 2 SO 4 in a filter-press cell. Both electrodes exhibit behaviour typical of such materials in the presence of formaldehyde. However, with acetaldehyde and propionaldehyde non-typical behaviour is observed. This is characterised by a fall in the normalised faradaic anodic charge (q nf ) and also a decrease in the current density associated with the oxygen evolution reaction (OER). A possible reaction mechanism, considering the direct oxidation of the aldehyde at the electrode surface, is suggested.Keywords: formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, electrooxidation, DSA  IntroductionThe presently accepted model for organic oxidation at DSA  electrodes is that proposed by Comninellis and De Battisti, 1 which considers that oxidation takes place under conditions of simultaneous oxygen evolution. The nature of the electrode material is known to affect the mechanism of oxidation, 1 where so called "active" electrodes mediate the oxidation of an organic species via the formation of higher oxides of the metal, (MO x+1 ), if a higher oxidation state is available (e.g. RuO 2 or IrO 2 ). This leads to selective oxidation. "Non-active" electrodes present no higher oxidation state available and the organic species is directly oxidised by an adsorbed hydroxyl radical -giving complete combustion (e.g. SnO 2 or PbO 2 ). Essentially, both processes require, as the initial step, the formation of ( • OH) ads .Apart from the nature of the electrode material, other factors, such as organic concentration 2 and the type of organic species present 3 are known to play an important role in the oxidation process. However, few studies deal with the effect of concentration or, in fact, deal with high organic concentration.Cyclic voltammograms of DSA  electrodes in acidic media generally display broad peaks between the oxygen evolution reaction (OER) and the hydrogen evolution reaction (HER), which correspond to oxidation state transitions (e.g. Ru(IV) to Ru(VI)). In cyclic voltammetry the oxidation of an organic species at DSA  electrodes...

show abstract

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

“…2,3,11 The Ti/Ru 0. The cyclic voltammetry measurements were carried out in in 0.5 mol dm -3 H 2 SO 4 using a potentiostat (EG&G/PAR model 273).…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Cyclic voltammetric behaviour of dimensionally stable anodes in the presence of C1 - C3 aldehydes

Malpass¹,

Motheo²

2003

J. Braz. Chem. Soc.

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…3,8,9 This is exemplified by an increase in the value of the anodic charge in the potential region above 0.5 V vs. MSE and an increase in the current associated with the oxygen evolution reaction (OER). The effect of increasing the concentration of formaldehyde is manifested by a quasi-linear increase in the magnitude of q fN for all electrodes.…”

Section: Cyclic Voltammetry In Presence Of Formaldehydementioning

confidence: 99%

Screening process for activity determination of conductive oxide electrodes for organic oxidation

Malpass

Motheo

2008

J. Braz. Chem. Soc.

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Um método modificado para o cálculo da carga faradaica normalizada (q fN ) é proposto. O método envolve a simulação de um processo de oxidação, por voltametria cíclica, empregando potenciais na região da reação de desprendimento de oxigênio (RDO). Este método é aplicável a espécies orgânicas, cuja oxidação não é manifestada por um pico de oxidação definido em eletrodos de óxidos condutores. A variação de q fN para eletrodos de composição nominal Ti/Ru X Sn 1-X O 2 (x = 0,3; 0,2 e 0,1), Ti/Ir 0,3 Ti 0,7 O 2 e Ti/Ru 0,3 Ti 0,7 O 2 , na presença de diferentes concentrações de formaldeído foi investigada. Foi observado que eletrodos contendo SnO 2 são os mais ativos frente à oxidação de formaldeído. Subseqüentemente, para investigar a aplicabilidade do modelo proposto, eletrólises galvanostáticas (40 mA cm -2 ) de formaldeído foram efetuadas em duas concentrações distintas (0,10 e 0,01 mol dm -3 ). Os resultados estão de acordo com o modelo proposto e indicam que este novo método pode ser usado para determinar a atividade relativa de eletrodos de óxido. De acordo com trabalhos prévios, pode ser concluído que não somente a natureza do material eletródico, mas também a espécie orgânica em solução e a sua concentração são fatores importantes a serem considerados na oxidação de espécies orgânicas.A modified method for the calculation of the normalized faradaic charge (q fN ) is proposed. The method involves the simulation of an oxidation process, by cyclic voltammetry, by employing potentials in the oxygen evolution reaction region. The method is applicable to organic species whose oxidation is not manifested by a defined oxidation peak at conductive oxide electrodes. The variation of q fN for electrodes of nominal composition Ti/Ru X Sn 1-X O 2 (x = 0.3, 0.2 and 0.1), Ti/Ir 0.3 Ti 0.7 O 2 and Ti/Ru 0.3 Ti 0.7 O 2 in the presence of various concentrations of formaldehyde was analyzed. It was observed that electrodes containing SnO 2 are the most active for formaldehyde oxidation. Subsequently, in order to test the validity of the proposed model, galvanostatic electrolyses (40 mA cm -2 ) of two different formaldehyde concentrations (0.10 and 0.01 mol dm -3 ) were performed. The results are in agreement with the proposed model and indicate that this new method can be used to determine the relative activity of conductive oxide electrodes. In agreement with previous studies, it can be concluded that not only the nature of the electrode material, but also the organic species in solution and its concentration are important factors to be considered in the oxidation of organic compounds.

show abstract

“…Outra aplicação destes materiais é a utilização na oxidação eletroquímica de compostos orgânicos presentes em águas residuais, tais como formaldeído 44 , fenol 60 , clorofenol 61 , poluentes orgânicos 62-65 , lignina 66 , ácido húmico 67 , álcool benzílico 68 . As propriedades mecânicas, elétricas e catalíticas dos ADEs são de grande interesse científico e muitas questões relacionadas aos mesmos requerem um entendimento mais aprofundando.…”

Section: âNodos Dimensionalmente Estáveis (Ades)unclassified

“…As propriedades mecânicas, elétricas e catalíticas dos ADEs são de grande interesse científico e muitas questões relacionadas aos mesmos requerem um entendimento mais aprofundando. Sendo assim, tem-se um número elevado de trabalhos abordando estudos cinéticos e as aplicações destes eletrodos em reações de oxidação de cloro (RDCl) 24,39,41 , oxigênio (RDO) 13,36,38,40,45,47,48,51,53 e oxidação de moléculas orgânicas 15,44,60,66,[69][70][71] .…”

Section: âNodos Dimensionalmente Estáveis (Ades)unclassified

Espectroscopia de impedância eletroquímica aplicada ao estudo das reações heterogêneas em ânodos dimensionalmente estáveis

Carvalho¹,

Andrade²,

Bueno³

2006

Quím. Nova

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Recebido em 29/4/05; aceito em 23/9/05; publicado na web em 24/3/06 ELECTROCHEMICAL IMPEDANCE SPECTROSCOPY APPLIED IN THE STUDY OF HETEROGENEOUS REACTIONS AT DIMENSIONALLY STABLE ANODES. This paper discusses different aspects related to the application of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in the study of heterogeneous electrochemical reactions occurring on Dimensionally Stable anodes (DSA ® ). The most relevant aspects of the semiconductor/electrolyte interface, the application of the EIS classical equivalent circuit approach and the ac porous model in DSA are presented. The paper shows that DSA type electrodes can be consistently investigated by using the ac porous model and an analysis is presented showing the advantage of applying this kind of approach to study heterogeneous reactions on DSA electrodes. Furthermore, some preliminary results on Ti/Ru 0,3 Ti (0,7-x) Sn x O 2 based electrodes are presented to exemplify the use of the ac porous model analysis.Keywords: dimensionally stable anodes; electrochemical impedance spectroscopy; semiconductors oxide electrode. INTRODUÇÃOA técnica de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) fornece uma visão completa e detalhada das características elétri-cas da interface eletrodo/solução 1-4 , e estas informações são de grande interesse na eletroquímica aplicada ou básica. A técnica de espectroscopia de impedância é uma técnica de caracterização elétrica, que permite estudar o comportamento geral de um sistema quando um número grande de processos intercorrelacionados ocorre em diferentes velocidades. Atualmente, a EIE é utilizada em ampla gama de estudos, abrangendo desde o transporte eletrônico em dispositivos semicondutores até o estudo de processos cinéticos eletroquímicos das mais diferentes naturezas, ou seja, processos que ocorrem em baterias de íons lítio 5 , células fotovoltaicas 6-9 , sistemas de corrosão e/ou processos eletrocatalíticos [10][11][12][13][14][15] .Em particular, a EIE é uma técnica excelente e já bem estabelecida para caracterização de sistemas eletroquímicos que não se alteram no tempo, pelo menos naquele necessário para que a medida seja realizada. Em outras palavras, é uma técnica de estado estacionário. A resposta da aplicação de um pequeno sinal ac, feita em uma ampla faixa de freqüências e em vários potenciais, possibilita diferenciar processos com tempos característicos distintos, que na maioria das técnicas tradicionais eletroquímicas seriam vistos como contribuições simultâneas à resposta total.Freqüentemente, a escolha da técnica depende dos objetivos experimentais: estabelecer um mecanismo de reação (i.e., testar um modelo) ou determinar os parâmetros cinéticos de um mecanismo previamente estabelecido ou conhecido. Contudo, devido à não-linearidade das respostas obtidas para a grande maioria dos sistemas experimentais, lidar com as respostas da interface para um sinal de grande amplitude é freqüentemente inviável. Portanto, em geral, sinais de pequena amplitude (ΔE = 5 mV) devem ser utilizados para facilitar a lineari...

show abstract

The oxidation of formaldehyde on high overvoltage DSA type electrodes

Cited by 39 publications

References 17 publications

Cyclic voltammetric behaviour of dimensionally stable anodes in the presence of C1 - C3 aldehydes

Cyclic voltammetric behaviour of dimensionally stable anodes in the presence of C1 - C3 aldehydes

Screening process for activity determination of conductive oxide electrodes for organic oxidation

Espectroscopia de impedância eletroquímica aplicada ao estudo das reações heterogêneas em ânodos dimensionalmente estáveis

Contact Info

Product

Resources

About