Síntese de óxido de grafeno e óxido de grafeno reduzido a partir de pilhas usadas

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Couto, Laíse Fazol do
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Grafite; Pilhas usadas; Óxido de grafeno; Óxido de grafeno reduzido; Método de Hummers; Grafeno; Pilha elétrica; Síntese química; Graphite; Spent batteries; Graphene oxide; Reduced graphene oxide; Hummers method
• Link de acesso: https://app.uff.br/riuff/handle/1/35769

O presente trabalho teve por objetivo sintetizar óxido de grafeno (OG) a partir do grafite de pilhas usadas via método de Hummers, seguido de redução térmica para produção do óxido de grafeno reduzido (OGR). Além disso, buscou-se analisar o efeito do tempo de oxidação nas propriedades destes materiais, empregando tempos de residência de 30 minutos, conforme o método original, e de 2 horas, na etapa da reação a 35 °C. Ao mesmo tempo, as características dos produtos obtidos foram comparadas com as das amostras sintetizadas a partir do grafite comercial. Os grafites precursores e seus derivados sintetizados foram caracterizados por técnicas como difração de raios-X (DRX), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (ATG), espectroscopia RAMAN, adsorção-dessorção de nitrogênio e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os rendimentos obtidos foram de 88% e 85% para os tempos de oxidação de 30 minutos e de 2 horas dos óxidos de grafeno obtidos a partir do grafite reaproveitado, com valores próximos ao rendimento de 94% encontrado para o óxido de grafeno sintetizado a partir de grafite comercial, evidenciando a eficiência da utilização de pilhas usadas. A difração de raios-X revelou a formação de óxidos de grafeno parcialmente oxidados para as amostras utilizando os dois tipos de grafite precursor, enquanto a ATG apontou para uma maior oxidação do óxido de grafeno fabricado através do maior tempo de reação (2 horas), entre as amostras das pilhas. A análise termogravimétrica também apontou para um aumento da estabilidade térmica de todas as amostras sintetizadas com a redução térmica. A espectroscopia Raman revelou indícios de boa qualidade nos óxidos de grafeno reduzido sintetizados tanto a partir de pilhas quanto a partir do grafite comercial, com razões ID/IG de 0,38 para o OGR do grafite comercial, 0,45 para o OGR com tempo de reação de 30 min e 0,56 para o OGR com tempo de reação de 2h. O OGR 2h e OGR GC apresentaram áreas específicas consideráveis, de 100 m²/g e de 150 m²/g, respectivamente.