SÍNTESE DE ÓXIDO DE GRAFENO VIA ESFOLIAÇÃO ELETROQUÍMICA A PARTIR DE MATÉRIAS PRIMAS DE BAIXO CUSTO

Hugo de Lacerda Coutinho Neto; Daniel Grasseschi

Todos os Trabalhos

Trabalho

Título do Trabalho

SÍNTESE DE ÓXIDO DE GRAFENO VIA ESFOLIAÇÃO ELETROQUÍMICA A PARTIR DE MATÉRIAS PRIMAS DE BAIXO CUSTO

Autores

Hugo de Lacerda Coutinho Neto
Daniel Grasseschi

Modalidade

Resumo apresentação oral padrão

Área temática

Centro de Tecnologia (CT)/Engenharia Química

Data de Publicação

22/03/2021

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

Português

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/jgmictac/313841-sintese-de-oxido-de-grafeno-via-esfoliacao-eletroquimica-a-partir-de-materias-primas-de-baixo-custo

ISBN

978-65-5941-128-3

Palavras-Chave

grafeno, materiais 2D, Esfoliação Eletroquímica

Resumo

O Grafeno possui notáveis propriedades físicas e químicas, cabendo citar mobilidade eletrônica de 20000 cm²/V.s (quase 100 vezes superior ao Silício), condutividade térmica de até 5000/m.K, baixa interação com espécies polares, grande área superficial dentre outras (VILAR; SEGUNDO, 2016). Seus derivados como Óxido de Grafeno e (GO) e Óxido de Grafeno reduzido (rGO) também possuem propriedades diferenciadas sendo específicas de cada forma. Sendo assim, a sociedade urge por estudos e aplicações de novas tecnologias relacionadas a esse nanomaterial. Essa pesquisa visa sintetizar, caracterizar e purificar Óxido de Grafeno (GO) a partir de matérias primas de baixo custo que contenham grafite, via esfoliação eletroquímica. Para isso, será desenvolvido um circuito elétrico utilizando plataformas de prototipagem como Arduino ou Raspberry Pi para possibilitar a aplicabilidade do método, redução de custo e automatização do processo. Ao final, espera-se escalonar a rota avaliada para atender as demandas locais do laboratório ou Universidade utilizando de pilhas comerciais descartadas e que contenham grafite, coletadas pelo grupo de reciclagem da UFRJ. Os eletrodos reciclados de pilhas secas de leclanché foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados mostram que estes possuem uma quantidade notória de carbono amorfo em sua composição que pode contaminar o produto final O método de produção de GO é constituído de duas etapas, sendo a primeira a aplicação de uma baixa voltagem (até 1V) e outra de maior voltagem (10 a 12 V) em um sistema de dois eletrodos (grafite/ânodo e tungstênio/cátodo) em uma solução de sulfato de amônio como eletrólito (PARVEZ et al., 2014; SU et al., 2011). A primeira etapa é importante para garantir a penetração do eletrólito entre as folhas do grafite e a esfoliação eficiente. Na segunda etapa ocorre a decomposição do sulfato e da água gerando alta quantidade de gases responsáveis pela esfoliação do eletrodo de grafite. Os resultados preliminares de MEV para o GO obtido utilizando uma fonte de corrente direta de 12 V mostram que o GO sintetizado e purificado (por meio de centrifugação em diferentes rotações) apresentou baixa esfoliação do grafite de partida. Portanto, esfoliação dos eletrodos reciclados de grafite é viável porém é necessário um controle mais preciso da voltagem e tempo de aplicação. Contudo, aparelhos que possibilitam esse fato, como um potenciostato, são expensivos principalmente devido a custos de importação e manutenção. A fim de atender as demandas desse contexto, fez-se necessária a elaboração de um projeto de circuito prototipado em Arduino, com um baixo custo de elaboração (na faixa dos R$ 200,00) e que viabilize a rota proposta. O projeto se encontra na fase de elaboração do protótipo para realização da esfoliação do grafite e como perspectivas futuras pretende-se avaliar a eficiência e qualidade do método de produção de GO. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS PARVEZ, Khaled; WU, Zhong Shuai; LI, Rongjin; et al. Exfoliation of graphite into graphene in aqueous solutions of inorganic salts. Journal of the American Chemical Society, v. 136, n. 16, p. 6083–6091, 2014. SU, Ching Yuan; LU, Ang Yu; XU, Yanping; et al. High-quality thin graphene films from fast electrochemical exfoliation. ACS Nano, v. 5, n. 3, p. 2332–2339, 2011. VILAR, E. O.; SEGUNDO, J. E. D. V. Grafeno: uma revisão sobre propriedades, mecanismos de produção e potenciais aplicações em sistemas energéticos. Revista Eletrônica de Materiais e Processos, v. 11, n. 2, p. 54–57, 2016.

Título do Evento: XLII Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural (JICTAC 2020 - Edição Especial) - Evento UFRJ
Título dos Anais do Evento: Anais da Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

NETO, Hugo de Lacerda Coutinho; GRASSESCHI, Daniel. SÍNTESE DE ÓXIDO DE GRAFENO VIA ESFOLIAÇÃO ELETROQUÍMICA A PARTIR DE MATÉRIAS PRIMAS DE BAIXO CUSTO.. In: Anais da Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural. Anais...Rio de Janeiro(RJ) UFRJ, 2021. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/jgmictac/313841-SINTESE-DE-OXIDO-DE-GRAFENO-VIA-ESFOLIACAO-ELETROQUIMICA-A-PARTIR-DE-MATERIAS-PRIMAS-DE-BAIXO-CUSTO. Acesso em: 13/06/2025