Estudo físico-químico da interface eletrólito polimérico/nanotubos de carbono.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2009 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/BIRC-86EPU8 |
Resumo: | Neste trabalho um estudo da interface nanotubos de carbono (CNT) e eletrólitos poliméricos foi realizado através de medidas eletroquímicas de espectroscopia de impedância e voltametria cíclica. Uma etapa precedente ao estudo das interfaces constituiu a caracterização desses dois componentes separadamente. O nanotubo de carbono utilizado foi um nanotubo de parede dupla funcionalizado com grupos carboxílicos (DWCNT-COOH), este foi caracterizado quanto as suas propriedades térmicas, elétricas e morfológicas. Os nanotubos apresentaram alta pureza e os eletrodos construídos a partir deste material mostraram propriedades interessantes para aplicações em sistemas de interface com eletrólitos poliméricos, tais como condutividade elétrica de 1,22 Scm-1 e morfologia porosa. Os eletrólitos poliméricos produzidos foram baseados em um copolímero bloco com poli(etileno-b-óxido de etileno) e um sal de lítio, LiN(CF3SO2)2. Três concentrações de sal foram usadas e foi possível correlacionar a quantidade de sal com as características térmicas e elétricas das amostras. Os valores de condutividade encontrados para os eletrólitos estão entre os melhores descritos para estes sistemas sólidos atingindo 10-4 Scm-1 à temperatura ambiente. A interface CNT/eletrólito polimérico foi construída com duas espessuras distintas da camada de eletrólito, possibilitando interpretar a influência da quantidade relativa de cada componente para o comportamento da interface. No sistema em que a espessura da camada de eletrólito polimérico apresentava valores da mesma ordem de grandeza que as camadas de CNT houve a formação de um nanocompósito com condutividade da ordem de 10-2 Scm-1, devido à infiltração do eletrólito nos eletrodos de nanotubos. O segundo sistema constituído por uma camada de eletrólito duas ordens de grandeza maior que as camadas de nanotubos, mostrou acúmulo de cargas na dupla camada elétrica formada pela interface CNT/eletrólito polimérico com capacitância total para o sistema da ordem de 2,6 F/g à temperatura ambiente. Palavras chave: nanotubos de carbono, eletrólitos poliméricos, eletroquímica. |
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Glaura Goulart SilvaAndre Santarosa FerlautoAndre Santarosa FerlautoRaquel Silveira Borges2019-08-11T09:09:24Z2019-08-11T09:09:24Z2009-06-29http://hdl.handle.net/1843/BIRC-86EPU8Neste trabalho um estudo da interface nanotubos de carbono (CNT) e eletrólitos poliméricos foi realizado através de medidas eletroquímicas de espectroscopia de impedância e voltametria cíclica. Uma etapa precedente ao estudo das interfaces constituiu a caracterização desses dois componentes separadamente. O nanotubo de carbono utilizado foi um nanotubo de parede dupla funcionalizado com grupos carboxílicos (DWCNT-COOH), este foi caracterizado quanto as suas propriedades térmicas, elétricas e morfológicas. Os nanotubos apresentaram alta pureza e os eletrodos construídos a partir deste material mostraram propriedades interessantes para aplicações em sistemas de interface com eletrólitos poliméricos, tais como condutividade elétrica de 1,22 Scm-1 e morfologia porosa. Os eletrólitos poliméricos produzidos foram baseados em um copolímero bloco com poli(etileno-b-óxido de etileno) e um sal de lítio, LiN(CF3SO2)2. Três concentrações de sal foram usadas e foi possível correlacionar a quantidade de sal com as características térmicas e elétricas das amostras. Os valores de condutividade encontrados para os eletrólitos estão entre os melhores descritos para estes sistemas sólidos atingindo 10-4 Scm-1 à temperatura ambiente. A interface CNT/eletrólito polimérico foi construída com duas espessuras distintas da camada de eletrólito, possibilitando interpretar a influência da quantidade relativa de cada componente para o comportamento da interface. No sistema em que a espessura da camada de eletrólito polimérico apresentava valores da mesma ordem de grandeza que as camadas de CNT houve a formação de um nanocompósito com condutividade da ordem de 10-2 Scm-1, devido à infiltração do eletrólito nos eletrodos de nanotubos. O segundo sistema constituído por uma camada de eletrólito duas ordens de grandeza maior que as camadas de nanotubos, mostrou acúmulo de cargas na dupla camada elétrica formada pela interface CNT/eletrólito polimérico com capacitância total para o sistema da ordem de 2,6 F/g à temperatura ambiente. Palavras chave: nanotubos de carbono, eletrólitos poliméricos, eletroquímica.A study of interface between carbon nanotubes (CNT) and polymer electrolytes by electrochemical impedance and cyclic voltammetry was accomplished. These two components were investigated independently before the interface was build. Thermal, electrical and morphological properties of a double-walled carbon nanotube functionalized with carboxylic groups (DWCNT-COOH) were characterized. The nanotubes showed high purity and electrodes constructed from this material revealed interesting properties for applications in interface systems with polymer electrolytes, such as electrical conductivity of 10-2 Scm-1 and porous morphology. Polymer electrolytes based on a block copolymer with poly(ethylene-b-ethylene oxide) and a salt of lithium, LiN(CF3SO2)2, were produced with three different concentrations. Thermal and electrical characteristics correlate well with the increase of salt concentration on the electrolyte. Electrolytes revealed values of conductivity, at room temperature, among the best ones described in literature for these solid systems, reaching 10-4 Scm-1. Two different thicknesses of electrolyte layer were used to produce interfaces CNT/polymer electrolyte. The formation of nanocomposite was observed in the system where the electrolyte layer thickness was of the same order of magnitude as the layers of CNT. Conductivity of the order of 10-2 Scm-1 was attained, due to infiltration of electrolyte in nanotube electrodes. The second system was prepared using electrolyte layer two orders of magnitude greater than nanotube layers. Accumulation of charges in the electric double layer, formed by the interface CNT/polymer electrolyte, was observed in this case with total capacitance of 2,6 F/g, at room temperature.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGFísico-químicaNanotubos de carbonoEletrólitosEletrólitos poliméricosEletroquímicaNanotubosEstudo físico-químico da interface eletrólito polimérico/nanotubos de carbono.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALdissertacao_raquelsborges.pdfapplication/pdf3932200https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BIRC-86EPU8/1/dissertacao_raquelsborges.pdf65e066026ac73fd4db221cb43b61d3c2MD51TEXTdissertacao_raquelsborges.pdf.txtdissertacao_raquelsborges.pdf.txtExtracted texttext/plain97230https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BIRC-86EPU8/2/dissertacao_raquelsborges.pdf.txt2f66f7210576e33c20ea6a94d0274f6aMD521843/BIRC-86EPU82019-11-14 09:04:16.471oai:repositorio.ufmg.br:1843/BIRC-86EPU8Repositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T12:04:16Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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