Síntese eletroquímica de compósito do tipo óxido de grafeno reduzido e hexacianoferrato de lantânio visando a aplicação em supercapacitores.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Alves, Rodrigo Martins
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44026
Resumo: Reduced graphene oxide and lanthanum hexacyanoferrate (rGO/LaHCF) nanocomposite thin film was synthesized in a single step on a glassy carbon electrode (GCE), and subsequently, its performance as a cathodic material in energy storage devices, such as supercapacitors, was evaluated. The synthesis was carried out through the electroreduction of an aqueous dispersion of graphene oxide (GO) at 1.0 mg mL⁻¹, containing 2.0 mmol L⁻¹ potassium ferricyanide K₃[Fe(CN)₆] and 2.0 mmol L⁻¹ lanthanum nitrate hexahydrate La(NO₃)₃.6H₂O, using 0.1 mol L⁻¹ potassium chloride (KCl) as the supporting electrolyte. The film was characterized by electrochemical techniques such as cyclic voltammetry, where it was observed that at pH= 2, the material exhibited the highest charge accumulation and a pseudocapacitive profile. Scanning electron microscopy revealed the presence of the rGO/LaHCF film, where LaHCF particles coated with rGO sheets could be identified. Energy-dispersive X-ray spectroscopy confirmed the presence of all expected elements in the formation of the nanocomposite. Raman spectroscopy showed the typical D and G bands of carbonaceous materials, as well as the signal corresponding to the vibrational mode associated with the triple bond of the cyanide group. Fourier transform infrared spectroscopy results corroborated those observed in Raman spectroscopy. The specific capacitance was successfully evaluated, yielding values of 81 and 62 F g⁻¹ under current densities of 0.5 and 1.0 A g⁻¹, respectively. Additionally, the chargedischarge tests presented a coulombic efficiency of 93.37%, demonstrating that the nanocomposite has good potential for use in supercapacitors.
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spelling Síntese eletroquímica de compósito do tipo óxido de grafeno reduzido e hexacianoferrato de lantânio visando a aplicação em supercapacitores.supercapacitores; hexacianoferrato de lantânio; óxido de grafeno reduzido.Supercapacitors; lanthanum hexacyanoferrate; reduced graphene oxideCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRAReduced graphene oxide and lanthanum hexacyanoferrate (rGO/LaHCF) nanocomposite thin film was synthesized in a single step on a glassy carbon electrode (GCE), and subsequently, its performance as a cathodic material in energy storage devices, such as supercapacitors, was evaluated. The synthesis was carried out through the electroreduction of an aqueous dispersion of graphene oxide (GO) at 1.0 mg mL⁻¹, containing 2.0 mmol L⁻¹ potassium ferricyanide K₃[Fe(CN)₆] and 2.0 mmol L⁻¹ lanthanum nitrate hexahydrate La(NO₃)₃.6H₂O, using 0.1 mol L⁻¹ potassium chloride (KCl) as the supporting electrolyte. The film was characterized by electrochemical techniques such as cyclic voltammetry, where it was observed that at pH= 2, the material exhibited the highest charge accumulation and a pseudocapacitive profile. Scanning electron microscopy revealed the presence of the rGO/LaHCF film, where LaHCF particles coated with rGO sheets could be identified. Energy-dispersive X-ray spectroscopy confirmed the presence of all expected elements in the formation of the nanocomposite. Raman spectroscopy showed the typical D and G bands of carbonaceous materials, as well as the signal corresponding to the vibrational mode associated with the triple bond of the cyanide group. Fourier transform infrared spectroscopy results corroborated those observed in Raman spectroscopy. The specific capacitance was successfully evaluated, yielding values of 81 and 62 F g⁻¹ under current densities of 0.5 and 1.0 A g⁻¹, respectively. Additionally, the chargedischarge tests presented a coulombic efficiency of 93.37%, demonstrating that the nanocomposite has good potential for use in supercapacitors.FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas GeraisTrabalho de Conclusão de Curso (Graduação)Neste trabalho foi sintetizado, em uma única etapa, um filme fino de um nanocompósito do tipo óxido de grafeno reduzido com hexacianoferrato de lantânio (OGr/LaHCF) sobre um eletrodo de carbono vítreo (CV) e, posteriormente, foi realizada a avaliação quanto ao seu desempenho como material catódico em dispositivos de armazenamento de energia do tipo supercapacitor. A síntese do compósito foi realizada a partir da eletrorredução de uma dispersão aquosa de óxido de grafeno (OG) 1,0 mg mL-1 , contendo 2,0 mmol L-1 de ferricianeto de potássio K3[(Fe(CN)6] e 2,0 mmol L-1 de nitrato de lantânio hexahidratado La(NO3)3.6H2O, utilizando 0,1 mol L-1 de cloreto de potássio (KCl) como eletrólito de suporte. O filme foi caracterizado através de técnicas eletroquímicas como voltametria cíclica, e verificou-se que no valor de pH = 2, apresentou o maior acúmulo de carga e um perfil pseudocapacitivo do material. A microscopia eletrônica de varredura mostra a existência do filme de OGr/LaHCF, onde foi possivel identificar as partículas de LaHCF recobertas pelas folhas de OGr. A espectroscopia de raios X por dispersão de energia confirmou a presença de todos os elementos esperados na formação do nanocompósito. Na espectroscopia Raman observou-se as bandas D e G referentes aos materiais carbonáceos, bem como a presença do modo vibracional associado a ligação tripla do grupo ciano. A espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier apresentou resultados que corroboram com os observados na espectroscopia Raman. A avaliação da capacitância específica foi realizada com sucesso, obtendo-se valores de 81 e 62 F g-1 sob densidades de corrente de 0,5 e 1,0 A g-1 , respectivamente. Além disso, os testes de carga e descarga apresentaram uma eficiência coulômbica de 93,37%, demonstrando que o nanocompósito tem uma boa propensão para ser utilizado em supercapacitores.Universidade Federal de UberlândiaBrasilQuímicaNossol, Edsonhttp://lattes.cnpq.br/9330436454964901Petruci, João Flávio da Silveirahttp://lattes.cnpq.br/4196654089462606Rocha, Raquel Gomes dahttp://lattes.cnpq.br/2810107797487465Alves, Rodrigo Martins2024-11-27T17:11:41Z2024-11-27T17:11:41Z2024-11-07info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfALVES, Rodrigo Martins. síntese eletroquímica de compósito do tipo óxido de grafeno reduzido e hexacianoferrato de lantânio visando a aplicação em supercapacitores. 2024. 52 f.Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química ) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44026porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2024-11-28T06:21:55Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/44026Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2024-11-28T06:21:55Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
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