Síntese de nanopartículas de carbono luminescentes e sua aplicação em membranas

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Goedtel, Lídia Caroline
• Orientador(a): Tessaro, Isabel Cristina
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Nanopartículas; Carbono; Luminescência; Resíduos agroindustriais; Membranas poliméricas
• Palavras-chave em Inglês: C-dots; Fluorescent carbon nanoparticles; Luminescence; Grape stalks; Waste carbon source; Polymeric membranes; Phase separation
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/213542

Pontos de carbono (C-dots) luminescentes foram produzidos utilizando a rota química (método bottom-up) pela carbonização a baixa temperatura do engaço de uva, um resíduo agroindustrial sazonal, de baixo custo e com elevado teor de carbono. Diferentes temperaturas de carbonização (220, 280 360, 600 e 800 °C) foram investigadas para a obtenção de C-dots provenientes do engaço de duas variedades de uva, Cabernet Sauvignon e Isabel, sendo este último mais estável termicamente de acordo com os resultados de análise térmica. Análises de caracterização confirmaram a formação de C-dots luminescentes, de formato quase esférico, com diâmetro médio inferior a 10 nm e estrutura amorfa. A espectroscopia de absorção no UV-Vis revelou perfis de absorção característicos para este tipo de nanopartículas e a emissão de fluorescência dos C-dots evidenciou comportamentos emissivos típicos, tais como espectro de emissão amplo e dependência da intensidade e do máximo de emissão com o comprimento de onda de excitação. A amostra sintetizada a partir do engaço de uva Isabel a 220 °C apresentou a maior intensidade de emissão no intervalo entre 400-500 nm para excitação em 360 nm. As análises de espectroscopia na faixa do infravermelho e de fotoelétrons excitados por raios X confirmaram a presença de grupos funcionais de superfície, que conferem elevada dispersão em água, hidrofilicidade, estabilidade química e também são apontados como os responsáveis pela luminescência dos C-dots. Os resultados indicam, portanto, a viabilidade de obtenção de C-dots luminescentes a partir de uma fonte de carbono renovável e um processo de síntese simples, sem necessidade de etapa adicional de passivação para incremento da fotoluminescência. Neste trabalho também foi avaliado o efeito de incorporação de C-dots em membranas poliméricas de PES/DMSO e PES/DMF, preparadas a partir da técnica de inversão de fases. Resultados preliminares indicam que a incorporação de C-dots em membranas PES/DMSO não altera sua permeância hidráulica e características hidrofílicas. Contudo, para as membranas densas PES/DMF foi observado um aumento na permeabilidade e na seletividade para o par de gases CO2/N2, quando incorporadas de C-dots.