Electrodos de espinela de Cobalto dopados con cobre.
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ELECTRODOS DE ESPINELA DE COBALTO DOPADO CON COBRE POR IMPREGNACION PARA OXIDACION DE IONES CLORURO
Electroquímica AplicadaExpositores: Coria Oriundo, Lucy
Cerrón Alván, J. CarlosProf. J. Morales
Sintetizar electrodos de espinela de cobalto y dopados con cobre por el método de impregnación.
Estudiar el efecto catalítico del electrodo de espinela dopado en la oxidación de iones cloruro y cianuro.
OBJETIVOS
LOS OXIDOS TIPO ESPINELA
ESTRUCTURA CRISTALINA DE LAS ESPINELAS
FIGURA 1. Estructura cristalina de una espinela. La especie A ocupa lugares tetraédricos. La
especie B ocupa lugares octaédricos
FACTORES QUE AFECTAN LAS PROPIEDADES DE LA ESPINELA
Baja conductividad eléctrica.
Temperatura y tiempo de calcinación.
Sal precursora.
Dopado.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Soluciones precursoras:
Solución etanólica de Co(NO3).6H2O 1,0M. Solución etanólica de Cu(NO3).3H2O 0,5M.
ELECTRODOSFORMULACIÓN PARA LAS SOLUCIONES PRECURSORAS
Co(NO3).6H2O1M (mL)
Co(NO3).6H2O1M (mL)
HNO3 14N(mL)
Etanol 90%(mL)
CoCo2O4 5.31 0 1 3.67
Cu0,5Co2,5O4 4.15 1.66 1 3.17
Preparación del soporte de Titanio:
Desengrasado con acetona. Baño a ebullición en acido oxálico 10% por una
hora.
Preparación de la espinela de cobalto soportada sobre titanio:
Aplicación de la solución precursora. Secado a 80ºC, 5 minutos. Tratamiento térmico a 350ºC, 10 minutos. Se repitieron los procedimientos anteriores por
cada capa depositada. Tratamiento térmico final a 350ºC por 12 horas.
Preparación de la espinela de cobalto dopada con cobre soportada sobre titanio. Se realizaron los mismos procedimientos
para la espinela de cobalto, usando su respectiva solución precursora.
VOLTAMETRIA CICLICA
RESULTADOS
CARACTERIZACION ELECTROQUÍMICA
FIGURA 2. Voltagrama del electrodo Ti/CoCo2O4 en NaOH, 30mV/s
0 100 200 300 400 500 600 700
-3.5
-2.5
-1.5
-0.5
0.5
1.5
2.5
3.5
4.5
5.5
6.5
V/RHE (mV)
corr
iente
(m
A)
VOLTAMETRIA CICLICA
FIGURA 3. Voltagrama del electrodo Ti/Cu0,5Co2,5O4 en NaOH, 30mV/s
0 100 200 300 400 500 600 700-4E-03
-2E-03
0E+00
2E-03
4E-03
6E-03
8E-03
espinela de cobalto dopadaespinela de cobalto
V/RHE (mV)
corr
iente
(A
)
PROCESOS REDOX CORRESPONDIENTES
A: Co(II) ↔ Co(III)
Co3O4 + OH- + H2O ↔ 3CoOOH + e-
Co(OH)2 + 2OH- ↔ CoO2 + 2H2O + 2e-
B : Co(III) ↔ Co(IV)
CoOOH + OH- ↔ CoO2 + H2O + e-
OXIDACION DE IONES CIANURO
FIGURA 4. Voltagrama del electrodo Ti/Cu0,5Co2,5O4 en NaOH con mL de cianuro de potasio, 30mV/s. Las
líneas punteadas corresponden al voltagrama del electrodo en NaOH, 30mV/s.
0 100 200 300 400 500 600 700-4.00E-03
-2.00E-03
0.00E+00
2.00E-03
4.00E-03
6.00E-03
8.00E-03
1.00E-02
1.20E-02
espineal de cobalto dopada con 350mL de cianuroespinela de cobalto dopada
V/RHE (mV)
Corr
iente
(A
)
ORP (POTENCIAL DE OXIDACION REDUCCION)
0 5 10 15 20 25 30 35 400
200
400
600
800
1000
1200
Ti/Co3O4
Ti/Cu0,5Co2,5O4
Tiempo (min)
OR
P (
mV
)
FIGURA 5. ORP de la solucion de NaCl utilizando los electrodos indicados como anodos con una densidad
de corriente de 50mA/cm2
CONCLUSIONES
Se sintetizaron los electrodos de espinela y dopados con cobre por el método de impregnación los cuales fueron caracterizados por voltametría cíclica en NaOH.
Se comprobó la actividad catalítica superior de los electrodos dopados con cobre en la oxidación de iones cloruro por el método ORP.