Síntese, purificação e caracterização de óxido de grafeno via esfoliação eletroquímica multiestágios

• Autor(a) principal: Coutinho Neto, Hugo de Lacerda
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/23555
• topic: Óxido de grafeno; Grafite; Esfoliaçao eletroquímica; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA

Óxido de Grafeno (GO) é um nano material bidimensional que apresenta propriedades química e físicas notórias, como alta área superficial, capacidade de armazenamento de cargas elétricas, condutividade térmica e elétrica, dentre outras. Foi estudado neste trabalho um processo para síntese e purificação de GO em escala de bancada via esfoliação eletroquímica mono e multi estágios. O material precursor grafite foi submetido a condições eletroquímicas em uma fonte automatizada homemade. Um sensor de temperatura foi acoplado ao reator para quantificação temporal dessa variável. O produto obtido foi purificado por meio de filtração e lavagem, seguido de sonicação e separação com diferentes rotações em centrífuga. O produto foi caracterizado por análises de microscopia óptica, espectroscopia Raman, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), potencial zeta e diferença de massas para determinação da concentração da solução. As análises de espectroscopia Raman apontaram para picos próximos de 1350 cm-1 (referentes a banda D) e 1590 cm-1(referentes a banda G),comprovando a presença de GO em todas as frações analisadas. Foi observado que a razão I,D/I,G reduz ao aumentar o número ciclos, apontando que o grau de defeitos do nanomaterial é reduzido. Análises de MEV indicam folhas de GO no sobrenadante, as quais também puderam ser verificadas por microscopia óptica. Essa última análise também apontou para um tamanho médio de folhas significativamente inferior ao identificado por MEV, o que pode estar associado ao fato de que, durante a microscopia óptica, as folhas menores ficaram suportadas sobre uma lamela de GO maior, atuando como matriz depositante. Acredita-se que esse comportamento está associado a um tempo de sonicação superior ao necessário. A diferença de massas apontou uma concentração de 0,50 mg/mL para um estágio e 0,33 mg/mL para 10 estágios.