Síntese, modificação química e caracterização de óxido de grafeno preparado via eletroquímica

PEREIRA, Nelson Gustavo Alves

dc.creator	PEREIRA, Nelson Gustavo Alves
dc.date.issued	2019-07-05
dc.identifier.uri	https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2441
dc.description.abstract	The graphene is a material of 21st century with excellent mechanical, optical and electrical properties, with wide variety of technological applications and whose raw material is an abundant material in nature. However its large-scale production is still a challenge for science. Therefore, the aims of this Master's thesis was to study a simple methodology capable of preparing graphene oxide (GO) from electrochemical graphite exfoliation, as well as its functionalization with phthalic anhydride (f-GO) and subsequent doping with Cu2+ and Ag+ ions. The electrochemical graphite (as anode) exfoliation was performed in electrochemical cell using H2SO4 1M as electrolyte and positive potential of 2.3V, this potential was gradually increased up to 10V. The graphene oxide obtained was characterized by thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), infrared absorption spectroscopy (FTIR), UV-vis spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM). All characterization techniques confirmed the incorporation of functional groups containing oxygen (hydroxyl, carboxyl and epoxy), confirmed therefore the oxidation of graphite. The confirmation of graphite exfoliation to graphene oxide was obtained by XRD. XRD spectrum shows the diffraction peak of the graphene. The MEV shows morphology of overlapping layer of graphene. The study of the electrical conductivity (σ, S/m) with temperature (T, K) confirmed the obtention of graphene oxide too, showing the curve σ versus T a semimetal behavior of graphene.The functionalization of GO with phthalic anhydride was confirmed by FTIR. The FTIR spectrum showed a decresed of OH groups concentration on f-GO. The doping of f-GO was confirmed by MEV-EDS. The MEV showed a morphology of corrugated graphene sheets, the EDS confirmed a presence of Cu2+ and Ag+ ions on the surface of f-GO. The dependence of conductivity with temperature of doped f-GO samples showed a semimetal and semiconductor behavior.	pt_BR
dc.description.sponsorship	Agência 1	pt_BR
dc.language	por	pt_BR
dc.publisher	Universidade Federal de Itajubá	pt_BR
dc.rights	Acesso Aberto	pt_BR
dc.subject	Óxido de grafeno	pt_BR
dc.subject	Esfoliação eletroquímica	pt_BR
dc.subject	Dependência da condutividade com a temperatura	pt_BR
dc.subject	Funcionalização de oxido de grafeno	pt_BR
dc.subject	Dopagem	pt_BR
dc.title	Síntese, modificação química e caracterização de óxido de grafeno preparado via eletroquímica	pt_BR
dc.type	Dissertação	pt_BR
dc.date.available	2021-05-21
dc.date.available	2021-05-21T16:00:58Z
dc.date.accessioned	2021-05-21T16:00:58Z
dc.creator.Lattes	http://lattes.cnpq.br/731287975466789	pt_BR
dc.contributor.advisor1	GONZALEZ, Maria Elena Leyva
dc.contributor.advisor1Lattes	http://lattes.cnpq.br/6983307192001614	pt_BR
dc.contributor.advisor-co2	QUEIROZ, Alvaro Antonio Alencar de
dc.contributor.advisor-co2Lattes	http://lattes.cnpq.br/3129798508009056	pt_BR
dc.description.resumo	O grafeno é um material do século XXI com ótimas propriedades mecânicas, ópticas e elétricas, com grande variedade de aplicações tecnológicas e, cuja matéria prima é um material abundante na natureza. Porém, sua produção em grande escala ainda é um desafio para a ciência. Neste sentido a presente dissertação de Mestrado visa estudar uma metodologia simples capaz de preparar óxido de grafeno (OG) a partir da esfoliação eletroquímica de grafite, assim como sua funcionalização com anidrido ftálico (f-OG) e posterior dopagem com íons Cu2+ e Ag+. A esfoliação eletroquímica do grafite (ânodo) foi realizada em célula eletroquímica usando H2SO4 1M como eletrólito e potencial inicial positivo de 2,3V, este potencial foi incrementado gradativamente até 10V. O óxido de grafeno obtido foi caracterizado por Análise Termogravimétrica (TGA), Calorimetria exploratória diferencial (DSC), Espectroscopia de absorção no infravermelho (FTIR), Espectroscopia UV vis, Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Todas as técnicas de caracterização avaliadas confirmaram a incorporação de grupos funcionais contendo oxigênio (hidroxilas, carboxilas e epóxi), portanto a oxidação do grafite. A comprovação da esfoliação do grafite a óxido de grafeno foi confirmada por DRX, mostrando o pico de difração do grafeno e, por MEV a partir da morfologia de camadas superpostas de grafeno. O estudo da condutividade elétrica (σ, S/m) com a temperatura (T, K) também confirmou a obtenção do óxido de grafeno, mostrando a curva σ versus T o comportamento de semimetal do grafeno. A funcionalização com anidrido ftálico foi comprovada por FTIR mostrando-se uma diminuição da concentração de grupos OH no f-OG. A dopagem do f-OG foi comprovada por MEV-EDS. O EDS confirmou a presença dos íons Cu2+ e Ag+ na superfície da amostra. O comportamento da condutividade com a temperatura mostrou que as amostras apresentam tanto um comportamento de semicondutor quanto de semimetal.	pt_BR
dc.publisher.country	Brasil	pt_BR
dc.publisher.department	IFQ - Instituto de Física e Química	pt_BR
dc.publisher.program	Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Materiais para Engenharia	pt_BR
dc.publisher.initials	UNIFEI	pt_BR
dc.subject.cnpq	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICA	pt_BR
dc.relation.references	PEREIRA, Nelson Gustavo Alves. Síntese, modificação química e caracterização de óxido de grafeno preparado via eletroquímica. 2019. 65 f. Dissertação (Mestrado em Materiais para Engenharia) - Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2019.	pt_BR