Eletrooxidação de CO em Arranjos Uniformes de Nanopartículas de Au: Efeitos do Tamanho das Partículas e da Distância Interparticular

Arranjos uniformes de nanopartículas de Au com tamanho controlado e distância interparticular foram sintetizados utilizando poliestireno-b-poli(2-vinilpiridina) como molde e um tratamento com plasma de Ar. Estes arranjos uniformes de nanopartículas são sistemas modelo ideais para estudar os efeitos do tamanho das partículas e da distância interparticular em sua atividade catalítica. A eletrooxidação do monóxido de carbono (CO) nesses arranjos de partículas em NaOH 0,1 M saturado com CO foi examinada. Em arranjos de partículas com tamanho de cerca de 4 nm e uma distância interparticular variando de 28 a 80 nm, os resultados voltamétricos do eletrodo de disco rotativo (RDE) mostram que o potencial de meia-onda para a oxidação de CO se deslocou para potenciais mais positivos à medida que a distância interparticular aumentou. Essa diferença cinética aparente pode ser explicada pela mudança no padrão de difusão do CO com a distância interparticular. Em arranjos de partículas com uma distância interparticular semelhante, mas com tamanhos variando de 2,4 a 9,0 nm, a eletrooxidação de CO mostra uma atividade dependente do tamanho das partículas, com a maior atividade obtida em partículas de Au de 4,2 nm, como revelado pelo gráfico de Tafel. A inclinação de Tafel também depende do tamanho das partículas, com a menor inclinação obtida em partículas de 4,2 nm. A atividade catalítica dependente do tamanho das partículas foi explicada tentativamente em termos das propriedades de adsorção dependentes do tamanho. Uma breve comparação foi feita com os resultados da oxidação de CO na fase gasosa em nanopartículas de Au.