Síntese de óxido de grafeno a partir da pirólise do ácido cítrico: estudo da morfologia da partícula
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UNESP |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/11449/238668 |
Resumo: | Durante os últimos anos tem se estabelecido uma busca por materiais que possam ser utilizados na nanotecnologia. Paralelamente surge na comunidade científica um grande interesse no grafeno por suas interessantes propriedades físico-químicas e por ser um material com potenciais aplicações em várias áreas. Basicamente o grafeno é composto por uma monocamada de átomos carbono com características excepcionais como alta condutividade elétrica, resistência mecânica, dentre outras. Partículas denominadas Pontos Quânticos de Carbono (Carbon Quantum Dots) e Pontos Quânticos de Grafeno (Graphene Quantum Dots) e seus derivados como partículas de óxido de grafeno, apresentam propriedades de emissão de luz como, por exemplo, fluorescência, tendo diversas aplicações atraindo olhares da comunidade científica. A obtenção de óxidos de grafeno é possível pela pirólise do ácido cítrico (C6H8O7), que é uma molécula orgânica de baixo custo. Neste trabalho, amostras de óxido de grafeno foram obtidas a partir da pirólise do ácido cítrico em atmosfera inerte de gás nitrogênio a temperaturas de 750 ºC por 3, 4, 6 e 8 horas. As amostras obtidas na forma de grânulos foram dispersas em água deionizada (2mg/ml) e submetidas à fragmentação por ultrassom de alta potência (200W) para estudo do tamanho e morfologia de partícula em função do tempo de ultrassom. O estudo do tamanho e morfologia de partícula foi realizado via microscopia ótica, e as análises do tamanho de partícula em função do tempo de ultrassom foi realizado via análise de imagens com o programa ImageJ. Amostras preparadas a 750 ºC/3 h apresentaram tamanho médio de partícula de 650 μm, e após 1 hora de ultrassom de alta potência apresentaram tamanho de médio de 160 μm. As demais amostras preparadas a 750 ºC por 4 , 6, e 8 h, apresentaram tamanho médio de partícula em torno de 500 μm, e após 1 hora de ultrassom de alta potência apresentaram tamanho de médio de 340 μm. Partículas menores que 100 μm foram observadas nas amostras 750 ºC/4 h, 6 h, e 8 h e não apresentaram diminuição de tamanho mesmo após 3 horas de ultrassom. A amostra 750 ºC/3 h apresentou partículas de 75 μm que diminuíram para 60 μm após 3 horas de fragmentação por ultrassom. |
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Síntese de óxido de grafeno a partir da pirólise do ácido cítrico: estudo da morfologia da partículaOxide graphen synthesis by citric acid pyrolysis: morphology of particleÓxido de grafenoFragmentação ultrassônicaMorfologia de partículaTamanho de partículaMicroscopia ópticaGraphene oxideUltrasonic fragmentationParticle morphologyParticle sizeOptical microscopyDurante os últimos anos tem se estabelecido uma busca por materiais que possam ser utilizados na nanotecnologia. Paralelamente surge na comunidade científica um grande interesse no grafeno por suas interessantes propriedades físico-químicas e por ser um material com potenciais aplicações em várias áreas. Basicamente o grafeno é composto por uma monocamada de átomos carbono com características excepcionais como alta condutividade elétrica, resistência mecânica, dentre outras. Partículas denominadas Pontos Quânticos de Carbono (Carbon Quantum Dots) e Pontos Quânticos de Grafeno (Graphene Quantum Dots) e seus derivados como partículas de óxido de grafeno, apresentam propriedades de emissão de luz como, por exemplo, fluorescência, tendo diversas aplicações atraindo olhares da comunidade científica. A obtenção de óxidos de grafeno é possível pela pirólise do ácido cítrico (C6H8O7), que é uma molécula orgânica de baixo custo. Neste trabalho, amostras de óxido de grafeno foram obtidas a partir da pirólise do ácido cítrico em atmosfera inerte de gás nitrogênio a temperaturas de 750 ºC por 3, 4, 6 e 8 horas. As amostras obtidas na forma de grânulos foram dispersas em água deionizada (2mg/ml) e submetidas à fragmentação por ultrassom de alta potência (200W) para estudo do tamanho e morfologia de partícula em função do tempo de ultrassom. O estudo do tamanho e morfologia de partícula foi realizado via microscopia ótica, e as análises do tamanho de partícula em função do tempo de ultrassom foi realizado via análise de imagens com o programa ImageJ. Amostras preparadas a 750 ºC/3 h apresentaram tamanho médio de partícula de 650 μm, e após 1 hora de ultrassom de alta potência apresentaram tamanho de médio de 160 μm. As demais amostras preparadas a 750 ºC por 4 , 6, e 8 h, apresentaram tamanho médio de partícula em torno de 500 μm, e após 1 hora de ultrassom de alta potência apresentaram tamanho de médio de 340 μm. Partículas menores que 100 μm foram observadas nas amostras 750 ºC/4 h, 6 h, e 8 h e não apresentaram diminuição de tamanho mesmo após 3 horas de ultrassom. A amostra 750 ºC/3 h apresentou partículas de 75 μm que diminuíram para 60 μm após 3 horas de fragmentação por ultrassom.During the last few years, a search for materials that can be used in nanotechnology has been established. At the same time, in the scientific community there is a huge interest in graphene due to its interesting physicochemical properties and because it is a material with potential applications in several areas. Basically, graphene is composed of a monolayer of carbon atoms with exceptional characteristics such as high electrical conductivity, mechanical resistance, among others. Particles called Carbon Quantum Dots (CQD) and Graphene Quantum Dots (GQD) and their derivatives such as graphene oxide particles, present light emission properties such as, for example, fluorescence, having several applications attracting looks from the scientific community. Obtaining graphene oxides is possible by pyrolysis of citric acid (C6H8O7), which is a low-cost organic molecule. In this work, samples of graphene oxide were obtained from the pyrolysis of citric acid in an inert atmosphere of nitrogen gas at temperatures of 750 oC for 3, 4, 6 and 8 hours. The samples obtained in the form of granules were dispersed in deionized water (2mg/ml) and subjected to fragmentation by high power ultrasound (200W) to study particle size and morphology as a function of ultrasound time. The study of particle size and morphology was performed via optical microscopy, and the analysis of particle size as a function of ultrasound time was performed via image analysis with the ImageJ software. Samples prepared at 750 ºC/3 h showed an average particle size of 650 μm, and after 1 hour of high power ultrasound fragmentation they showed an average particle size of 160 μm. The other samples prepared at 750 oC for 4, 6, and 8 h, showed an average particle size of around 500 μm, and after 1 hour of ultrasound fragmentation, they showed an average particle size of 340 μm. Particles smaller than 100 μm were observed in the samples 750 ºC/4 h, 6 h, and 8 h and did not show a decrease in size even after 3 hours of ultrasound. The 750 ºC/3 h sample showed 75 μm particles that decreased to 60 μm after 3 hours of ultrasound fragmentation.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Universidade Estadual Paulista (Unesp)Vicente, Fábio Simões de [UNESP]Universidade Estadual Paulista (Unesp)Medeiros, Marcelo José de2023-01-11T13:07:29Z2023-01-11T13:07:29Z2022-11-22info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11449/238668porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNESPinstname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)instacron:UNESP2024-06-11T16:57:47Zoai:repositorio.unesp.br:11449/238668Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.unesp.br/oai/requestopendoar:29462024-08-05T14:53:17.280627Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)false |
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