Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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Tipo: Dissertação
Título: Desenvolvimento de um nanocompósito de cobre-óxido de cobre (I) intercalado entre folhas de óxido de grafeno
Autor(es): MARQUES, Maysa Cândido
Primeiro Orientador: GONZÁLEZ, Maria Helena Leyva
metadata.dc.contributor.advisor-co1: OLIVEIRA, Adhimar Flávio
Resumo: A utilização de rotas alternativas na obtenção de derivados funcionais do grafeno se faz necessária visto que os métodos tradicionais, como Brodie, Staudenmaier e Hummers, utilizam de agentes oxidantes extremamente fortes. Neste estudo, um nanocompósito, utilizando óxido de grafeno (OG), cobre metálico (Cu0) e óxido de cobre (I) (Cu2O) foi desenvolvido por meio de síntese eletroquímica. Inicialmente, o OG foi preparado por esfoliação eletroquímica do grafite (Gr) em uma solução eletrolítica contendo 40 mL de ácido sulfúrico (H2SO4) 0,5 M, variando a tensão de +3 V a +7 V durante 20 minutos. Em seguida, o nanocompósito OG/Cu-Cu2O foi preparado em três proporções diferentes por eletrossíntese, mantendo-se a corrente constante em 50 mA durante uma hora, utilizando o método galvanostático. Durante a eletrossíntese, íons cúpricos (Cu2+) foram reduzidos a nanopartículas (NPs) de cobre e óxido de cobre (I) (NPsCu-Cu2O), estabilizadas em uma dispersão aquosa de OG. As NPs, o OG e os nanocompósitos (NCs) foram caracterizados por diversas técnicas, incluindo espectroscopia UV-vis, FTIR, Espectroscopia Raman, TGA, DRX e MEV. Os resultados confirmaram que o OG é obtido com rendimento de 72 % e bom nível de oxidação, porém o TGA revelou impurezas no material final. Os NCs foram obtidos com êxito e, o DRX mostrou que um baixo o teor de OG dificulta a oxidação do Cu0.
Abstract: Using alternative routes to obtain functional graphene derivatives is imperative, as traditional methods such as Brodie, Staudenmaier, and Hummers employ highly potent oxidizing agents. In this study, a nanocomposite comprising graphene oxide (GO), metallic copper (Cu0), and copper (I) oxide (Cu2O) was developed through electrochemical synthesis. Initially, GO was prepared via electrochemical exfoliation of graphite (Gr) in a 0.5 M sulfuric acid (H2SO4) electrolyte solution, with the voltage ranging from +3 V to +7 V over 20 minutes. Subsequently, the GO/Cu-Cu2O nanocomposite was synthesized in three different ratios via electrosynthesis, maintaining a constant current of 50 mA for one hour using the galvanostatic method. During electrosynthesis, cupric ions (Cu2+) were reduced to copper and copper (I) oxide (Cu-Cu2O) nanoparticles (NPs), stabilized in an aqueous dispersion of GO. The NPs, GO, and nanocomposites (NCs) underwent characterization using various techniques, including UV-vis spectroscopy, FTIR, Raman spectroscopy, TGA, XRD, and SEM. The results confirmed a 72% yield of GO with a good oxidation level, although TGA revealed impurities in the final material. The successful synthesis of NCs was achieved, and XRD analysis indicated that a low GO content hinders the oxidation of Cu0.
Palavras-chave: Óxido de grafeno
Óxido de cobre (I)
Nanopartículas
Nanocompósito
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IFQ - Instituto de Física e Química
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Ciência e Engenharia de Materiais
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3995
Data do documento: 15-Fev-2024
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