Síntese e caracterização de compósitos de grafeno/nanopartículas (FePt, Fe3O4) pelo método poliol modificado

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Albers, Rebecca Faggion
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: composites; compósitos; grafeno; graphene; método poliol; polyol process
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-30032016-164856/

O grafeno, material com duas dimensões (2D), formado por átomos de carbono hibridizados em sp2, tem atraído muita atenção da comunidade científica devido às propriedades elétricas, térmicas e mecânicas excepcionais que este material apresenta. Nanopartículas (NPs) de metais e de óxidos metálicos têm sido incorporadas sobre a estrutura do grafeno com o objetivo de obter materiais compósitos. Este trabalho teve por objetivo principal desenvolver uma nova rota para a preparação de compósitos de grafeno/NPs metálicas e de óxidos metálicos pelo método do poliol modificado, em etapa única. O óxido de grafeno (GO) foi sintetizado pelo método Hummers modificado e reduzido e esfoliado pelo processo pioliol modificado para obtenção do grafeno. Ajustou-se a metodologia proposta para que o GO obtido pudesse ser utilizado diretamente no meio reacional do processo poliol sem a necessidade de secagem e redispersão. Foram testadas diversas condições de síntese do grafeno variando-se a presença e tipo de surfactante, o solvente e diferentes condições de aquecimento. As variações de síntese permitiram observar que a presença do surfactante oleilamina aumenta a capacidade redutora do sistema e inibe a formação de outras estruturas de carbono além do grafeno e taxas de aquecimento menores favorecem a formação de grafeno em detrimento destas outras estruturas, enquanto patamares de temperatura intermediários levam à formação dessas estruturas secundárias de carbono. As sínteses foram também adaptadas para a obtenção de compósitos de grafeno/NPs de FePt e Fe3O4. Estas sínteses foram realizadas de duas maneiras: com os precursores metálicos e o GO presentes no balão desde o início da síntese e com os precursores metálicos presentes no balão desde o início da síntese e hot injection do GO. Para os compósitos, as sínteses realizadas em benzil éter (BE) favoreceram a formação de partículas. Para os compósitos de grafeno/NPs de Fe3O4, observou-se que a quantidade de precursor de Fe é crucial para a formação das NPs. Os resultados indicaram que a metodologia empregada foi muito eficiente para produção de grafeno e de compósitos de grafeno/NPs em etapa única e o processo poliol se mostrou muito versátil, de maneira que os resultados obtidos indicam que é possível obter compósitos de grafeno com qualquer sistema de NPs que venham a ser sintetizadas pelo processo poliol, apenas pelo ajuste das condições de síntese, em etapa única.