Dissertations / Theses: 'Grafen oxid'

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Špaček, Ondřej. "DFT výpočty grafenu s výhledem na uplatnění v biosenzorech." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2021. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-451222.

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Abstract:

This diploma thesis is focused on calculation of both structure and electronic properties of the graphene after the adsorption of atomic and molecular oxygen and urea using the Density Functional Theory (DFT). The influence of van der Waals interactions on the structure and adsorption energy is studied, as well as influence of the thermal corrections, the charge density spatial distribution and the electronic doping of graphene after the adsorption of the adsorbant on the graphene.

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Pacltová, Klára. "Ověřování vlastností betonů s nanočásticemi." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební, 2019. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-392361.

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Abstract:

This diploma thesis deals with the influence of addition of carbon nanoparticles on cement composites. The theoretical part of the diploma thesis is focused on the research of information about carbon nanoparticles, more precisely about carbon nanotubes and graphene oxide. There are summarized methods of dispersing carbon nanotubes and their effects on cement composites. The practical part follows the theoretical part of the research. In the first phase, the correct technique of graphene oxide dispersion was verified. Subsequently, the effects of graphene oxide on the mechanical properties of cement mortars were verified. In the final phase of the diploma thesis, the knowledge gained from the previous part was verified on concrete samples.

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Krejčí, Pavel. "Elektrochemická příprava grafen oxidu a jeho využití v elektrodových kompozitech s LiFePO4." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2018. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-376908.

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Abstract:

This work deals with issues of application of the graphene material in the field of electrochemical energy storage. It includes basic graphene properties, the overview of methods for the production of lithium-iron-phosphate/graphene composites and results of different research approaches. The general aim is to present growing opportunity of application of graphene based composites in the electrochemical energy storage field. In the experimental part of this work, a electrochemical exfoliation of graphite and a production of LFP/G composites with different amount of graphene material and with different types of graphene material are carried out. This work includes also x-ray diffraction spectroscopy measurements and the evaluation of impacts of graphene additives on final properties of the electrochemical energy storage.

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Hamrlová, Romana. "Studie interakcí mezi lipázou a uhlíkatým nosičem." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, 2014. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-217046.

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Abstract:

Tématem diplomové práce je imobilizace lipáz a konkrétně studium interakcí mezi lipázou a nosičem na bázi uhlíku. Lipáza izolovaná z kmene Rhizopus arrhizus byla adsorbována přímo na různé typy grafen oxidu (a1, a, b, c a d) a na grafen oxid typu a1 modifikovaný poly(ethylenglykolem), PEG-a1. Enzym adsorbovaný na nosič a1 byl následně sesítěn pomocí glutaraldehydu a vzorek byl označen jako GA(RA-a1). Vliv hydrofobního charakteru povrchu nosiče na účinnost imobilizace byl potvrzen vyšší úchovou počáteční aktivity enzymu imobilizovaného na více hydrofobním nosiči (nižší koncentrace polárních skupin) i při vyšší koncentraci rozpustného enzymu v roztoku. Stanovení enzymové aktivity bylo provedeno spektrofotometricky za použití p-nitrofenyl laurátu (p-NPL) jako substrátu. Pro imobilizovaný a volný enzym byly stanoveny základní biochemické a kinetické parametry. Optimální pH kovalentně imobilizovaného enzymu bylo posunuto do více kyselého oblasti (pH 7-8) ve srovnání s volným enzymem, kdy bylo optimum dosaženo při pH 9. Tepelná stabilita imobilizovaného enzymu byla výrazně zlepšena v případě vzorku GA(RA-a1), kde bylo aplikován glutaraldehyd po adsorpci enzymu na nosič. Sesíťování adsorbovaného enzymu pomocí glutaraldehydu vedlo ke zlepšení tepelné stability vzorku, a to pravděpodobně v důsledku intermolekulárních kovalentních vazeb. Na základě měření stability enzymu při teplotě 4 C ve fosfátovém pufru bylo prokázáno značné zlepšení úchovy lipolytické aktivity imobilizovaného vzorku oproti volnému enzymu. Volný enzym ztratil více než 84 % své původní aktivity za 42 dní, zatímco imobilizovaný enzym na nosiči c si zachoval 100 % své původní aktivity. Nejlepší stabilitu enzymu při úchově měl nosič c, když si po 180 dnech stále zachoval 87 % své původní aktivity.

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Šindelek, David. "Využití nanotechnologií pro betony ultravysokých pevností." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební, 2018. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-372220.

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Abstract:

This diploma thesis deals with the concept of use of nanotechnology for cement composites and UHPC. In the theoretical part of this diploma thesis there are theoretical principles described for successful design of high performance concrete and characteristics of main feedstock and its production. Furthermore, there is a focus on nanoparticles, especially the ones with carbon base in the form of carbon nanotubes CNT, in addition to that, graphenes GN that are new on the market, moreover, graphene oxide GO and its application in cement composites to mechanical characteristics and its durability. The first part of the practical part devotes in trying to find out an optimal parameter for ultrasonic mix with a suitable surface active substance of three graphenes. The other two parts of the practical part are about influence of graphenes on mechanical characteristics, cement paste microstructure, and application in the mix of concrete C 35/45 and UHPC

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Marek, Jiří. "Fotokatalytický rozklad vody oxidovými polovodiči modifikovanými grafenem/grafenoxidem." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, 2015. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-217159.

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Abstract:

This master thesis deals with the topic of alternative production of hydrogen as the energy carrier of the future. The primary focus is on the production of hydrogen based on photocatalytical water splitting in the presence of semiconductor materials (especially modified and unmodified TiO2). The aim of the thesis is a synthesis of nanostructured oxide, graphene/graphene oxide particles and its composites, and a study of its structures and photocatalytical properties regarding photolysis of water. Products of the syntheses are described from the point of view of phase composition, surface area and photocatalytical activity. The main output of the thesis is a discussion of the influence of alkaline complex forming reagents on the hydrothermal low-temperature synthesis of biphasic TiO2, and a study of the influence of graphene/graphene oxide modification on photocatalytical activity of biphasic TiO2.

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Mach, Radoslav. "Vlastnosti grafenoidových vrstev." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2018. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-377055.

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Abstract:

Master thesis “Properties of graphenoid layers” deals with materials of graphenoid nature such as graphene, graphene oxide and its reduced state. The paper effectively summarize basic theoretical knowledge in the first half of its range. In the second half the project deals with practical part consisted of experiments with application of graphene oxide solvents, its analysis and especially comparing properties of non-reduced graphene oxide with its chemically reduced form. Material is examined in a form of applied thin layers on different substrates.

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Čuboň, Tomáš. "Studium optických vlastností tenkých vrstev organických fotovoltaických článků." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, 2017. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-316198.

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Abstract:

This master´s thesis is focused on measurement of optical properties of thin layer of materials used in organic solar cells (OSC). The usage of graphene oxides and its reduced forms as parts of hole transport layer (HLT) in OSC were studied. At the beginning of the thesis, there is described basic theory necessary to understand the optical properties of thin layers. The thin layer deposition and reduction of GO are discussed too. The experimental part is aimed to the optical characterization of prepared thin films. The results from optical microscopy, UV-VIS spectroscopy, FT-IR spectroscopy and spectroscopic ellipsometry were obtained. At the end of the thesis, the results are concluded and compared with already published literature.

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Bančáková, Anna. "Vliv detergentů na aktivitu, tepelnou stabilitu a agregaci imobilizovaných lipáz." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, 2014. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-217045.

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Abstract:

Predmetom tejto diplomovej práce bolo štúdium vplyvu detergentov na aktivitu, termostabilitu a agregáciu voľnej a imobilizovanej formy komerčného preparátu lipázy izolovanej z mikroskopickej huby Rhizopus arrhizus. Teoretická časť obsahuje ucelenú rešerš popisujúcu štruktúru, mechanizmus účinku a priemyselný význam spomínanej hydrolázy spolu s popisom chemických účinkov detergentov, pričom dôraz bol kladený predovšetkým na skupinu neionogénnych detergentov s názvom tweeny. V experimentálnej časti bol študovaný efekt tweenov na rozpustnej a imobilizovanej forme RA lipázy. Imobilizácia spočívala v priamej adsorpcii enzýmu na neupravený nosič. Ako nosič bol použitý oxidovaný grafén ošetrený tweenom (tween 20, 60, 80). Aktivita enzýmu bola stanovená spektrofotometricky za pomoci substrátu p-nitrofenyl laurátu. Zvýšenie aktivity voľnej lipázy (104 % oproti maximálnej hodnote) bolo zaznamenané pri použití tweenu 20 o koncentrácii vysoko nad hodnotou kritickej micelárnej koncentrácie (10 mmol•dm-3). Na základe štúdie imobilizačných podmienok, boli nastavené ideálne parametre pre dosiahnutie účinnej imobilizácie v spojení s čo najvyššou lipolytickou aktivitou (koncentrácia enzýmu 0,1 mg•ml-1, fosfátový tlmivý roztok pH 7,2, koncentrácia tweenu 10,8 mmol•dm-3, čas imobilizácie 1 hodina). Obe formy lipázy vykazovali maximálnu aktivitu pri 35 °C. Optimálne pH sa u imobilizovanej lipázy posunulo na hodnotu 8, v porovnaní s voľnou formou, ktorej pH optimum bolo stanovené na 9. Tepelná stabilita vykazovala približne rovnaký priebeh u oboch foriem skúmanej hydrolázy. Avšak v prípade štúdia stability enzýmu pri dlhodobej úschove bolo po imobilizácii zistené výrazné zlepšenie tohto parametru.

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Salimian, Maryam. "Advances in multifunctional nickel/reduced graphene oxide nanocomposites, synthesis and characterization." Doctoral thesis, Universidade de Aveiro, 2018. http://hdl.handle.net/10773/23709.

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Abstract:

Doutoramento em Engenharia Mecânica
O grafeno é constituído por uma monocamada de átomos de carbono dispostos numa espécie de rede hexagonal perfeita. Devido às suas propriedades extraordinárias, este nanomaterial tem suscitado um grande interesse tanto no setor científico como no industrial. A este respeito, a investigação em torno do grafeno mostrou um aumento exponencial em áreas tão diferentes como a energia, biomedicina, eletrónica, entre outras. O óxido de grafeno (GO), um dos derivados de grafeno, foi considerado como um substrato interessante para o desenvolvimento de nanocompositos. Isto deve-se fundamentalmente à presença de grupos funcionais de oxigénio na superfície do grafeno, os quais proporcionam locais reativos para a nucleação e o crescimento de outras estruturas. O níquel (Ni) é um metal de transição muito abundante na terra, possui uma superfície brilhante comum à maioria dos metais e é dúctil e maleável possuindo propriedades magnéticas e catalíticas superiores, condutividade térmica e elétrica razoáveis sendo muito utilizado em diferentes aplicações. As nanopartículas (NPs) de Ni são utilizadas como catalisadores heterogéneos e receberam atenção notável devido ao seu baixo custo, reduzida toxicidade, baixa corrosão, entre outras características. Desta forma, a funcionalização do GO com NPs de Ni pode constituir uma nova família de nanocompósitos com propriedades sinérgicas. Esta tese está focada no controlo da síntese de nanocompósitos Ni/GO, uma vez que o tamanho, a morfologia e a dispersão de NPs de Ni no grafeno afetam as suas funcionalidades e estão em dependência direta com as metodologias de síntese. Em primeiro lugar, foi usado um método hidrotérmico de fácil implementação e execução num passo único. Foram estudados vários parâmetros de síntese, incluindo temperatura, tempo de reação e agente redutor. O controlo destes parâmetros influenciou efetivamente o tamanho das NPs de Ni, variando estas de 150 a 900 nm, a morfologia variou de forma esférica a formato em espiga e de partículas finas bem distribuídas para agregados. Em seguida, o controlo do tamanho das NPs de Ni para valores inferiores a 10 nm e com distribuição de tamanho reduzido no substrato foi conseguido através de um procedimento de síntese em dois passos com base num método solvotérmico seguido por tratamento térmico sob atmosfera redutora de H2. O tempo de reação mostrou ser um fator chave para controlar a distribuição e o tamanho das NPs de Ni simultaneamente com a redução do GO (rGO). O aquecimento em atmosfera de H2 foi crucial para formar as NPs de Ni metálicas cristalinas. A influência de um tratamento térmico adicional em atmosferas redutora e inerte sobre a estrutura do nanocompósito Ni/rGO foi também investigada. Diferentes nanocompósitos apresentaram boa estabilidade térmica sob H2 até à temperatura de 450 °C durante 2 horas. O tratamento a 900 °C sob o fluxo de árgon alterou a estrutura do Ni/rGO por formação de “sulcos” através da rede de carbono e coalescência das NPs de Ni com formação de partículas maiores. O estudo das propriedades eletrofisicas dos nanocompositos Ni/rGO mostrou que estas são dependentes do tamanho e estrutura das NPs de Ni nas folhas de rGO. Esta é uma potencial vantagem do método de síntese desenvolvido para o design de diferentes nanocompositos de Ni/rGO que poderão ser materiais favoráveis para aplicação em dispositivos eletrónicos integrados.
Graphene, the world thinnest material made of carbon atoms in a dense honeycomb network has captured a great interest in both scientific and industry sectors due to its remarkable properties. In this regard, the graphene research is facing an incredible rise in different areas such as energy, biomedical, sensor and electronic applications, between others. Graphene oxide (GO), one of the graphene derivatives, has been considered as an interesting substrate to build nanocomposites. This is due to the presence of oxygen functionalities at the graphene surface which provides reactive sites for the nucleation and growth of other structures. Nickel (Ni) is a transition metal very abundant on earth, it has a shiny surface common to most metals and is both ductile and malleable possessing different properties such as superior magnetic and catalysis properties, a fairly good heat and electrical conductivity and is widely used in different areas of application. Ni nanoparticles (NPs) find use as heterogeneous catalyst and received noteworthy attention because of its inexpensive, non-toxic, low corrosion, waste minimization, between other characteristics. In this way, the functionalization of GO with Ni NPs can establish a new family of nanocomposites with synergic properties. This thesis is focused on the control of the synthesis of Ni/GO nanocomposites, since the size, morphology and dispersion of Ni NPs on graphene affect their functionalities and are in direct dependence with the synthesis methodologies. First, a facile one pot hydrothermal method was introduced and various synthesis parameters including temperature, reaction time and reducing agent were investigated. The control of these parameters effectively influenced the Ni size, ranging from 150 to 900 nm, the morphology from spherical to spiky shape and from well distributed fine particles to the big aggregation. Then, the control of the Ni NPs size to values of less than 10 nm with narrow size distribution on the substrate was achieved via a two-step synthesis procedure based on a solvothermal method followed by a heat treatment under H2 reducing atmosphere. The reaction time was shown to be a key factor to control the size and size distribution of Ni NPs simultaneously through the reduction of GO (rGO). Heating treatment under H2 was crucial to form the crystalized metallic Ni NPs. The influence of further thermal treatment under reducing and inert atmospheres on the structure of Ni/rGO nanocomposite was also investigated. Different nanocomposites showed a good thermal stability under H2 up to 450°C during 2 hours’ treatment. Higher temperature (900°C) under Argon flow changed the structure of Ni/rGO by formation of trenches through the carbon etching and coalescence of Ni NPs to form bigger particles. The study of the electrophysical properties of Ni/rGO showed that these properties are dependent on the size and structure of Ni NPs on rGO nanosheets. This is the potential advantage of the synthesis method developed for designing different matrix of Ni/rGO nanocomposites which could be a favorable material for integrated electronic devices application.

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RODRÍGUEZ, Blanca Azucena Gómez. "Síntese e caracterização de grafeno oxidado e nanofitas de carbono e estudos de susas possíveis aplicações." Universidade Federal de Pernambuco, 2015. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/17706.

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Abstract:

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-08-18T15:18:04Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE-BAGR.pdf: 9049017 bytes, checksum: af3edd6dce7e702e64d600bace79a1e9 (MD5)
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CNPq
Atualmente o grafeno tem sido considerado uma nanoestrutura ideal para diversas aplicações, porém o processo de síntese em longa escala ainda é um desafio, sendo o grafeno oxidado (GO) uma possível solução para obter o grafeno em grande quantidade. Neste trabalho sintetizamos GO utilizando método de Hummers ao qual introduzimos modificações de modo a diminuir os gases tóxicos produzidos durante a síntese. De modo a não alterar as propriedades do grafeno devido à introdução de grupos funcionais existentes no GO utilizamos dois processos de redução, um químico e outro térmico. O grafeno obtido por ambos processos foi caracterizado do ponto de vista estrutural, morfológico e óptico. Os resultados revelaram que o grafeno reduzido (RGO) apresentava na forma de bicamada, com uma alta área superficial (500 m2 g-1). Foi observado também no espectro UV-Vis, um deslocamento de comprimento de onda da ordem de 40 nm para energias maiores e uma diminuição de 50% do número de defeitos em relação ao GO, devido a eliminação de grupos funcionais, pelo processo de redução. Utilizamos o mesmo processo de síntese do RGO para produzir nanofitas de carbono. As nanofitas apresentam propriedades similares ao grafeno, embora estas não dependam somente do número de folhas, como no caso do grafeno. As propriedades elétricas das nanofitas dependem fortemente de sua largura. Assim, para o controle da largura das nanofitas, utilizamos o método de Tour para a abertura de nanotubos de carbono de múltiplas camadas (MWCNTs). As nanofitas sintetizadas possuem comprimentos em torno de 5 μm e larguras em torno de 150 nm, e com número de folhas menor ou igual a 5. Além da síntese do grafeno e das nanofitas utilizamos nanopartículas magnéticas para decorar estas nanoestruturas, visando obter materiais com propriedades catalíticas, magnéticas e biocompatíveis. Utilizamos essas nanoestruturas para estudar suas possíveis aplicações no desenvolvimento de capacitores, na remoção de corantes e como sensor de biomoléculas.
Synthesis and characterization of graphene oxide and graphene nanoribbons Due to its excellent properties graphene has been established as a very good candidate in many potential applications. However, one of the main challenge for achivieving that is the massive producution of this material. Graphene oxide (GO) has been suggested as a possible route to face this concern taking the great advantage of its large scale production. In this work, we synthetise GO using the well-known Hummers method with some modifications in order to reduce the production of toxic gases. Futhermore, reduction of GO was performed to keep physical properties to be the most closest to graphene by eliminating funtional groups attached to the GO. Then, the obtained reduced graphene oxide (RGO) was characterized structural and morphologically. Those studies reveal that the RGO has at least 2 sheets, a high surface area (500 m2g-1) and a reduction of defects very close to a half of that in GO. Synthesis of graphene nanoribbons was also explored using the Tour procedure. Our results suggest the sucessful synthesis of nanoribbons with typical dimensions of 5 um in length, witdth of 150 nm and composed of less than 5 sheets. Decoration of graphene and graphene nanorribons with magnetic particles was achieved to study biocompatibility, catalityc and magnetic properties. Finally, some applications with the synthetized materials are developed in the field of capacitors, colorant removal and biosensors.

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Silva, Ederson Esteves da. "Obtenção de grafeno por esfoliação eletroquímica." Universidade Presbiteriana Mackenzie, 2015. http://tede.mackenzie.br/jspui/handle/tede/1362.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:36:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-08-18
Fundo Mackenzie de Pesquisa
A two-dimensional structure with a thickness of one atom in a Bravais lattice in a "honeycomb". So it is known graphene, with interesting property both in basal plane as the edges of the material. Consisting of carbon atoms in its sp2 hybridization, graphene has applications to mechanical areas, electrical, optical, chemistry, biology. This requires mastered the techniques of obtaining graphene. This paper presents the study of obtaining exfoliated material, seeking to control the process as well as obtain graphene by electrochemical. The process of obtaining exfoliation is important because through it can obtain more control over the exfoliated material. The material obtained was analyzed by Raman spectroscopy. Our results show that it is possible to obtain exfoliated material, and as the spectra material by analyzing the intensity of the peaks.
Uma estrutura bidimensional com a espessura de um átomo, em uma rede de bravais em forma de favos de mel . Assim é conhecido o grafeno, com propriedade interessante tanto no plano basal como nas bordas do material. Constituído de átomos de carbono em sua hibridização sp2, o grafeno possui aplicações às áreas de mecânica, elétrica, ótica, química, biologia. Para isso é necessário dominar as técnicas de obtenção de grafeno. Este trabalho apresenta o estudo da obtenção de material esfoliado, buscando controle no processo, além de se obter grafeno por via eletroquímica. O processo de obtenção por esfoliação eletroquímica é importante, pois por meio dele pode-se adquirir mais controle sobre o material esfoliado. O material obtido foi analisado através da técnica de Espectroscopia Raman. Os resultados mostraram que é possível obter material esfoliado e a análise deste material através da intensidade das bandas de seu espectro Raman.

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Hack, Renata. "Nanocompósitos poliméricos multifuncionais reforçados com grafeno." Universidade do Estado de Santa Catarina, 2014. http://tede.udesc.br/handle/handle/1655.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Renata Hack.pdf: 4507234 bytes, checksum: a9a47eaf8a6524ae5f448abca5062a08 (MD5) Previous issue date: 2014-02-07
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
O grafite natural é uma fonte de baixo custo e é abundante para obtenção de grafeno. O método que se mostrou mais eficiente para a produção de grafeno em larga escala é o método Hummers modificado, que consiste na oxidação do grafite. Com isso, o objetivo principal deste trabalho foi produzir grafeno a partir do grafite natural pelo método de Hummers modificado, além de produzir nanocompósitos de matriz epoxídica reforçada com o grafeno produzido (GP) e o grafeno comercial (GC). Para a produção dos nanocompósitos foi utilizado à resina epoxídica à base de éter diglicidílico do bisfenol A (DGEBA). Foram obtidos nanocompósitos em concentrações de 0,75; 1,00 e 2,00% m/m de GC e GP, com e sem a utilização de solvente THF no processo de preparação. Os resultados obtidos indicaram um alto grau de oxidação do grafite, comprovando assim que o processo foi eficiente. As análises de Raman e FTIR realizadas no GC e GP mostraram que o GP possui as mesmas características do GC. A adição do GC e GP com e sem adição de THF elevou a estabilidade térmica dos nanocompósitos. A alta concentração de nanoreforços e a não utilização de solvente THF em alguns sistemas pode ter contribuído para a formação de aglomerados nestes nanocompósitos, decorrendo assim em uma diminuição do módulo de Young. Através da análise de impedância foi possível verificar que apenas os nanocompósitos com 2%m/m de GP sem THF apresentou percolação dielétrica. Verifica-se que a produção do grafeno a partir do grafite natural possui potencial para aplicação em nanocompósitos estruturais.

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Zolezzi, Iturra Camilo Agustín. "Efecto del grado de oxidación del óxido de grafeno sobre la remoción de contaminantes solubles y particulados." Tesis, Universidad de Chile, 2017. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/148988.

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Abstract:

Ingeniero Civil Químico
Actualmente existen graves problemas debido a deficiencias de acceso del agua tanto para la población como su uso industrial. Asegurar la disponibilidad de agua de buena calidad es menester, por lo que se deben generar nuevas opciones para el tratamiento de efluentes y recuperación de agua. Recientemente se ha entregado relevancia al uso de óxidos de grafeno (GO) en procesos de tratamiento de agua, debido a su capacidad de modificar fácilmente las propiedades estructurales y fisicoquímicas de éste. Este trabajo de título tiene como principal objetivo comparar la capacidad de dos óxidos de grafeno con diferente grado de oxidación sobre la remoción de contaminantes solubles y particulados con diferente carga. Para llevar a cabo el trabajo se sintetizan dos GO y se caracterizaron mediante XRD, FTIR y potencial Z. Se obtienen GO con diferente presencia de grupos funcionales y valores de potencial Z, lo que se traduce como diferentes grados de oxidación. Se define GOA como GO de alto grado de oxidación y GOB como GO de bajo grado de oxidación. La capacidad máxima de adsorción azul de metileno (catiónico) es de 476,2 mg/g para GOA y 312,5 mg/g para GOB, lo que se traduce en un incremento de 52% entre GOA y GOB. En cuanto al naranjo de metilo (aniónico) la capacidad de adsorción es de 105,3 mg/g para GOA mientras que para GOB fue de 263,2 mg/g, siendo en este caso la capacidad de GOB un 150% mayor que GOA. Se realiza la remoción de goethita (carga positiva a pH 4,5) obteniéndose transmitancias de hasta 81% al utilizar GOA, mientras que para GOB el valor es de 33%. En ambos casos la floculación se genera mediante neutralización de carga. En cuanto a la arcilla caolín (carga negativa a pH 7,0) se realiza la floculación con GOA aumentándose la transmitancia hasta un 17% con respecto al sistema original mediante puentes de hidrógeno. Al utilizar GOB no se generan interacciones entre arcilla y óxido de grafeno, por lo que no se promueve la sedimentación. Como principal conclusión se obtiene que un aumento del grado de oxidación del óxido de grafeno significa en un incremento en la capacidad de remoción de contaminantes catiónicos solubles y particulados. Por otra parte, el aumento posee un efecto negativo con respecto a los contaminantes aniónicos solubles, mientras que para los contaminantes particulados el efecto es positivo debido a la mayor presencia de grupos carboxilo.

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Ribeiro, Quezia de Aguiar Cardoso. "Estudo do processo de redução térmica em vácuo do óxido de grafeno visando à obtenção de matéria-prima para supercapacitor." Universidade de São Paulo, 2017. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-17052018-083054/.

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Abstract:

Neste estudo foi investigado o processo de redução térmica do óxido de grafeno em médio vácuo como uma rota viável de baixo custo econômico para obtenção do óxido de grafeno reduzido para aplicação em supercapacitores. O objetivo principal foi estudar a influência da temperatura de processamento no grau de redução do óxido de grafeno utilizando um sistema de vácuo com bomba mecânica de duplo estágio. O processamento constituiu na exposição do óxido de grafeno em várias temperaturas (200, 400, 600, 800 e 1000 °C) com pressão reduzida (10-2mbar) condição de médio vácuo. Foram utilizadas técnicas convencionais para caracterização dos materiais precursores e processados, tais como: microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX) e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Com os resultados deste estudo foi demostrado que é possível obter o óxido de grafeno reduzido utilizando um sistema de vácuo com bomba mecânica de duplo estágio e temperaturas de processamento superiores a 200°C.
In this study the process of medium vacuum thermal reduction of the graphene oxide as a low cost route for obtaining reduced graphene oxide has been investigated. The main objective was to study the influence of the processing temperature on the degree of reduction of the graphene oxide using a vacuum system with two stage backing pump. The processing was carried out by exposing the graphene oxide at various temperatures (200, 400, 600, 800 e 1000 °C) with reduced pressure (10-2 mbar). Conventional techniques have been employed to the characterization of the starting and processed materials, such as: scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction and Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR). With the results of this study it has been demonstrated that it is possible to obtain the reduced graphene oxide using a vacuum system with a two stage backing pump and processing temperatures superior to 200°C.

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Hart, Nigel T. "Functionally graded interfaces for solid oxide fuel cells :." Thesis, Brunel University, 2000. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.445940.

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Margarido, José Miguel Teixeira. "Desenvolvimento de novos materiais naturais nanocompósitos para aplicações em engenharia." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2017. http://hdl.handle.net/10773/23808.

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Abstract:

Mestrado em Engenharia Mecânica
A crescente e generalizada consciencialização ambiental obriga cada vez mais a incutir o uso de materiais compatíveis com a sociedade onde nos inserimos. A cortiça é 100% orgânica e sustentável pelo facto de um só sobreiro conseguir produzir cerca de 20 vezes esta matéria prima ao longo do seu ciclo de vida. Também na ótica da reciclagem, todas as sobras das diversas indústrias que usam a cortiça podem fazê-lo, sendo esta triturada e aglomerada posteriormente através de resinas. Porém, é precisamente neste capítulo que residem alguns obstáculos na amizade com a ecologia. O aglomerado de cortiça é bastante apetecível ao nível do preço, quando comparado com o seu estado puro, e uma vez que mantém grande parte das vantagens e competências iniciais, não é de estranhar que seja usado não só em rolhas para vinhos de consumo rápido, mas também em inúmeras aplicações como isolamento térmico e acústico, absorvedor de impactos, peças de vestuário, objetos de design, entre outros. Todavia, a maioria do aglomerado é formado por cola que não é biodegradável, o que vai contra uma das principais bandeiras deste nobre produto português. Pretende-se com esta dissertação caminhar para atenuar esta tendência. Para isso, foi confecionado um aglomerado de cortiça com uma resina 40% biológica e testadas as propriedades mecânicas em testes de compressão quase-estáticos e de impacto. Ainda no decorrer desta tese, foi criado um nanocompósito de aglomerado de cortiça e grafeno, com o intuito de melhorar as propriedades mecânicas do aglomerado. De acordo com os resultados alcançados foi possível demonstrar que é possível aprimorar a cortiça em duas frentes diferentes. Por um lado, é possível conceber um aglomerado utilizando resinas mais amigas do ambiente e aplica-lo sem que se percam as suas propriedades essenciais. Por outro, a adição de grafeno como material de reforço foi validada no que diz respeito às propriedades mecânicas do compósito final.
The increasingly general environmental responsibility progressively encourages the use of materials compatible with the reality where we live. Cork is 100% organic and sustainable since one cork tree can produce about 20 times this raw material throughout its life cycle. Also from the recycling point of view, all leftovers from the various industries that use cork can put it in practise to create by-products, triturating them and then agglomerating through a binder. However, it is precisely in this chapter that there are some complications in this friendship with ecology. The agglomerate is very attractive due to its price when compared to the pure state, and since it keeps many of the initial advantages and competencies, it is not surprising that it is used not only in corks for fast-consuming wines, but also in numerous applications such as thermal and acoustic insulation, impact absorption, garments, design objects, among others. However, most of the agglomerate is composed by resins that are not biodegradable, which goes directly against one of the main flags of this noble Portuguese product. It is intended with this dissertation to attenuate this tendency. To this end, a cork agglomerate with a 40% biological resin was prepared and the mechanical properties were tested in quasi-static and impact compression tests. Also in the course of this thesis, a nanocomposite of agglomerate of cork and graphene was created, in order to improve the mechanical properties of the agglomerate. According to the results achieved it was possible to demonstrate that cork can be improved on two different fronts. On the one hand, it is possible to design an agglomerate using environmental glues and apply it without losing its essential properties. On the other hand, the addition of graphene as reinforcing material was validated with respect to the mechanical properties of the final composite

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Natesan, Pooja Vardhini. "Fabrication and characterization of polycaprolactone/graphene oxide electrospun scaffolds for tissue engineering applications." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2016. http://hdl.handle.net/10773/17129.

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Abstract:

Mestrado em Engenharia Mecânica
A recente evolução científica no campo da engenharia de tecidos (TE) criou oportunidades únicas para fabricar tecidos de substituição de órgãos artificiais em laboratório a partir de combinações de matrizes extracelulares (andaimes), células e moléculas biologicamente ativas. adicionalmente, a formulação de compósitos poliméricos reforçados com cargas nanométricas como o óxido de grafeno (GO) mostrou ser possível uma grande melhoria de várias propriedades destes compósitos em relação aos polímeros simples. No presente estudo, matrizes fibrosas de policaprolactona (PCL) e de PCL-GO foram preparadas através de eletrofiação sob diferentes condições. Foi analisado o efeito de vários parâmetros de electrofiação tais como, peso molecular do polímero, solventes, concentração, caudal, tensão e distância de trabalho, sobre a morfologia das fibras eletrofiado. A incorporação de GO nas fibras de PCL alterou a morfologia, química de superfície e as propriedades mecânicas das fibras de PCL compósitos, o que foi comprovado por meio de várias técnicas de caracterização. As matrizes fibrosas de PCL-GO com a concentração de GO de 0,1% em peso demonstraram ser a combinação mais interessante para estudos futuros em TE.
Scientific advancements in the field of tissue engineering (TE) have created unique opportunities to fabricate artificial tissue or organ replacement components in the laboratory from combinations of engineered extracellular matrices (scaffolds), cells and biologically active molecules. Polymer composites reinforced with nanosized graphene oxide (GO) fillers have shown large improvement of various properties over the pristine polymers. In the present study, polycaprolactone (PCL) and PCL-GO fibres were prepared through electrospinning under different conditions. The effect of several electrospinning parameters (polymer molecular weight, solvent system, concentration, flow rate, voltage and working distance) on the morphology of the electrospun fibres was investigated. The GO nanosheets were successfully incorporated into the PCL fibres and the changes in the morphology, surface chemistry and mechanical properties were analyzed through various characterization techniques. The PCL-GO electrospun fibres with GO concentration of 0.1 wt% was found to be the most attractive combination which can be utilized for future TE applications.

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Ribeiro, Izabela Aparecida Luiz. "Oxida??o eletrocatal?tica de NADH empregando um novo sensor ? base de um complexo macroc?clico n4 sobre grafeno e DNA." UFVJM, 2015. http://acervo.ufvjm.edu.br/jspui/handle/1/816.

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Abstract:

?rea de concentra??o: Qu?mica Anal?tica.
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Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (Capes)
?-Nicotinamida adenina dinucleot?deo (NADH) e sua forma oxidada correspondente (NAD+) representam uma coenzima de grande import?ncia em centenas de rea??es naturais catalisadas por enzimas desidrogenase, sendo vitais no metabolismo respirat?rio mitocondrial por estimular a produ??o de energia e atuam como principais transportadoras de cargas centrais em c?lulas vivas. Por estes motivos, a determina??o eletroqu?mica de NADH tem atra?do consider?vel aten??o no desenvolvimento de sensores. Neste trabalho foi desenvolvido um sensor para a determina??o voltam?trica de NADH de forma sens?vel e seletiva. O m?todo baseia-se num eletrodo de carbono v?treo modificado com ftalocianina tetrassulfonada de n?quel (NiTsPc - complexo macroc?clico N4), grafeno e DNA, designado por ECV/Grafeno/DNA/NiTsPc. A espectroscopia de infravermelho por transformada de fourier foi utilizada para caracterizar os materiais que comp?em a modifica??o. O processo de oxida??o do NADH foi investigado por voltametria c?clica (VC), cronoamperometria e voltametria de pulso diferencial (VPD). O sensor Grafeno/DNA/NiTsPc apresentou uma excelente atividade catal?tica para a oxida??o de NADH em baixo potencial. Par?metros experimentais que influenciam a resposta anal?tica do sensor foram investigados. As condi??es ?timas, para a eletrocat?lise da oxida??o de NADH sobre o ECV/Grafeno/DNA/NiTsPc, foram encontradas para o eletrodo modificado com 0,5 mg mL-1 de grafeno e 1 mmol L-1 de NiTsPc, com a concentra??o de DNA pr? estabelecida em 2 mg mL-1, utilizando-se o tamp?o fosfato 0,1 mol L-1 (pH 7,0) como eletr?lito suporte. O estudo da cin?tica da rea??o de oxida??o de NADH sobre o ECV/Grafeno/DNA/NiTsPc permitiu concluir que a rea??o promovida ? de ordem estequiom?trica 1, envolve 2 el?trons e ocorre de forma r?pida uma vez que o Kobs obtido foi 7,35 x 105 mol-1 L s-1. As correntes de pico voltam?tricas apresentaram uma resposta linear para a concentra??o de NADH no intervalo de 1 a 200 ?mol L-1 para n = 9 (R = 0,998), com sensibilidade, limite de detec??o e limite de quantifica??o iguais a 0,010 ?A L mol-1, 0,3 ?mol L-1 e 1 ?mol L-1, respectivamente. Estudos de adi??o e recupera??o do analito foram realizados para avaliar a exatid?o do m?todo e verificou-se que foi poss?vel uma porcentagem de recupera??o entre 99,8 e 101,0% para o NADH. A repetibilidade de medidas e a reprodutibilidade do preparo do sensor foram avaliadas pelo desvio padr?o relativo de 10 determina??es de NADH a 50 ?mol L-1, obtendo-se DPR?s (Desvios Padr?es Relativos) iguais a 2,33 e 3,13 %, respectivamente. A interfer?ncia de esp?cies que podem coexistir com o NADH em fluidos biol?gicos foi avaliada e concluiu-se que o sensor foi seletivo para o analito. Contudo, o sensor desenvolvido de forma simples, por?m efetiva, pode ser aplicado para a determina??o de NADH.
Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2015.
ABSTRACT ?-nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) and its corresponding oxidized form (NAD+) represent a coenzyme of great importance in hundreds of natural reactions catalyzed by dehydrogenase enzymes, being vital in mitochondrial respiratory metabolism by stimulating the production of energy and act as the main carriers central loads in living cells. For these reasons, the electrochemical determination of NADH has attracted considerable attention in the development of sensors. In this work was developed a sensor for the voltammetric determination of NADH sensitively and selectively. The method is based on a glassy carbon electrode modified with tetrasulfonated nickel phthalocyanine (NiTsPc - N4 macrocyclic complex), graphene and DNA, designate ECV/Graphene/DNA/NiTsPc. Fourier transform infrared spectroscopy was used to characterize the materials composing the modification. The NADH oxidation process was investigated by cyclic voltammetry (CV), chronoamperometry and differential pulse voltammetry (DPV). The sensor Graphene/DNA/NiTsPc showed an excellent catalytic activity for NADH oxidation in low potential. Experimental parameters which influence the analytical response of the sensor were investigated. The optimum conditions for the NADH oxidation electrocatalytic on ECV/Graphene/DNA/NiTsPc were found to the modified electrode with 0,5 mg mL-1 of graphene and 1 mmol L-1 NiTsPc, with the concentration of DNA predetermined at 2 mg mL-1 using the phosphate buffer 0.1 mol L-1 (pH 7.0) as supporting electrolyte. The study of the kinetics of the reaction of NADH oxidation on the ECV /Grafeno/DNA/NiTsPc allowed us to conclude that the reaction promoted is of stoichiometric order 1, involves 2 electrons and occurs quickly once the Kobs obtained was 7.35 x 105 mol-1 L s-1. The voltammetric peak currents showed a linear response for NADH concentration in the range from 1 up 200 mmol L-1 for n = 9 (R = 0.998), with a sensitivity, detection limit and quantification limit of 0.010 ?A L mol-1, 0.3 ?mol L-1 and 1 ?mol L-1, respectively. Studies of addition and recovery of the analyte were carried out to evaluate the accuracy of the method and was verified a recovery percentage between 99,8 and 101,0% for NADH. The repeatability of the measurements and the reproducibility of the preparation of the sensor were evaluated by means of the Relative Standard Deviation (RSD) for 10 measurements of NADH 50 ?mol L-1, obtaining RSD (Relative Standards Deviations) equal to 2.33 and 3.13%, respectively. The interference of species that can coexist with the NADH in biological fluids was evaluated and it was concluded that the sensor was selective for the analyte. However, the sensor developed in a simple, but effective, can be applied to the determination of NADH.

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Martinez, Jimenez Mawin Javier 1985. "Mecanismos de condução em filmes nanoestruturados de óxidos de grafeno." [s.n.], 2017. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/330593.

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Abstract:

Orientador: Antonio Riul Júnior
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin
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Resumo: Para alcançar alto desempenho em dispositivos e aplicações faz-se necessário uma melhor compreensão do comportamento de materiais a base de grafeno em nanoescala para otimização de design e fabricação. A síntese química é uma excelente rota alternativa para produzir compósitos em nanoestruturas bem definidas de tamanhos semelhantes, garantindo propriedades elétricas reprodutíveis para aplicações confiáveis. O grafeno, na forma de pontos quânticos (QDs, do inglês quantum dots) em dimensão zero e nanofolhas (NPLs, do inglês graphene nanoplateletes) bidimensionais (2D), são materiais emergentes com funcionalidades únicas promissoras para novas aplicações. Neste trabalho apresentamos um estudo detalhado dos mecanismos de transporte em nanoestruturas formadas pela técnica de automontagem por adsorção física (LbL, do inglês Layer-by-Layer) na forma de multicamadas, com controle de espessura em nível molecular. Os filmes LbL foram formados por óxido de grafeno reduzido (rGO) funcionalizado com diferentes polieletrólitos tanto na forma de QDs quanto nanofolhas. As caracterizações elétricas indicaram corrente limitada pela carga espacial em algumas amostras, e em outras arquiteturas moleculares, mecanismo de condução via Poole-Frenkel seguindo a lei de Mott dominada por saltos variáveis. A flexibilidade da técnica LbL aliada à dimensão dos materiais utilizados foram favoravelmente exploradas como um ajuste fino para controle da mobilidade de portadores dentro das nanoestruturas formadas. Foi observado em alguns casos uma condução planar no interior da camada contendo rGOs na estrutura LbL com mobilidade eletrônica efetiva de ~ 35 cm² V^-1 s^-1. Em outros casos um mecanismo de condução 3D (interplanar ao longo de toda nanoestrutura LbL) com mobilidade eletrônica de ~ 151 cm² V^-1 s^-1. Medidas em função da temperatura indicaram alta probabilidade de saltos randômicos entre ilhas condutoras de rGO distribuídas ao longo da camada contendo os pontos quânticos, que contribui para um maior tempo de trânsito dos portadores e, consequentemente, mobilidades menores. O oposto ocorre para as nanofolhas de rGO, que requerem maiores energias de ativação devido ao tamanho e presença de defeitos, resultando em caminhos condutores maiores e com maiores mobilidades
Abstract: To achieve high-performance in devices and applications it is important a better comprehension of the behavior at nanoscale of graphene-based materials to promote a rational design and fabrication. The chemical synthesis is an excellent alternative route to optimize graphene-based composites in well-defined nanostructures of similar sizes, ensuring reproducible electrical properties for reliable applications. Graphene as quantum dots (QDs) and nanoplatelets (NPLs) presents emerging zero- and two-dimensional (2D) materials with promising unique functionalities to novel applications. We present here a detailed study of the charge transport mechanisms in multilayered nanostructures formed by physical adsorption through the layer-by-layer (LbL) technique, with molecular level thickness control. The LbL films were formed by reduced graphene oxides (rGO) functionalized with different polyelectrolytes and processed either as QDs or nanoplatelets. The electrical characterizations indicated a space-charge-limited current (SCLC) in some samples, while in other molecular architectures it was found a Poole-Frenkel conduction mechanism dominated by a Mott-variable range hoping model. The LbL assembly together with the dimensionalty of the materials could be favorably used as a fine tuning to control the charge carrier mobility inside the formed nanostructures. The flexibility of the LbL technique together with the dimensionality of the materials were favorably explored as a fine tuning of the charge carrier mobility inside the nanostructures. It was observed in some cases a 2D intra-planar conduction within the rGO layer in the LbL films, with an effective charge carrier mobility of ~ 35 cm² V-1 s-1, and in other cases a 3D conduction mechanism (interplanar along with the LbL nanostructure) with electronic mobility of ~ 151 cm² V-1 s-1. Temperature measurements indicated a higher probability of random jumps between rGO conducting "islands" distributed along with the plane layer having quantum dots, which contributes for a longer transit time of the carriers and, consequently, lower mobility values. The opposite occurred for the rGO nanoplatelets that required higher activation energy due to size and presence of defects, resulting in larger conductive pathways and higher mobilities
Doutorado
Física
Doutor em Ciências
1247719
CAPES
FAPESP

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Silva, José Júnior Alves da. "Microscopia de força elétrica em amostra de óxido de grafeno." reponame:Repositório Institucional da UFC, 2013. http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/8048.

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Abstract:

SILVA, José Júnior Alves da. Microscopia de força elétrica em amostra de óxido de grafeno. 2013. 100 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013.
Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2014-05-13T21:31:02Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_jjasilva.pdf: 30925308 bytes, checksum: b2e1379686008553b3699b7736b7335b (MD5)
Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-05-13T21:38:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_jjasilva.pdf: 30925308 bytes, checksum: b2e1379686008553b3699b7736b7335b (MD5)
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Carbon-based structures have played a major role in scientific and technological fields. This is due to the versatility of the element carbon, the pillar of organic chemistry, which can form a variety of structures (about 10 million compounds), besides being a basic constituent of all known life forms. Depending on the conditions, this phenomenal element can occur in several allotropic forms: from an extremely brittle material, such as graphite, so incredibly resistant materials such as diamond, carbon nanotubes and graphene. These graphitic materials have been studied extensively, and present unique properties and great potential for technological applications. Among these materials, graphene currently occupies the most prominent position by having special electronic and mechanical properties. The graphene oxide is a class of graphitic structure consisting essentially of a graphene layer decorated with epoxide and hydroxyl groups on the surface and carboxyl and carbonyl groups on the edges. Its stoichiometry depends strongly on the method of production. In addition the graphene oxide is one of the main routes for obtaining large-scale graphene also it has several interesting properties, which allow, for example, biological applications, since their functional groups make it very reactive, besides being easily dispersed in water. Many issues related to graphene oxide are yet unclear, as also its structure, training procedure and mechanisms of interaction. Thus, the electric force microscopy (EFM) was used as the main tool to study electrostatic properties of a graphene oxide sample obtained by a modified Hummer method. By means of a simplified model, it was possible to develop a method for the analysis of the EFM measurements and so determine the presence and the sign of the net charge of the sample. Furthermore it is possible to clarify the origin of the edge phenomenon observed in EFM experiments.
As estruturas a base de carbono tem um papel de grande importância nos campos da ciência e da tecnologia. Isso graças à versatilidade do elemento carbono, pilar da química orgânica, que consegue formar uma diversidade de estruturas (cerca de 10 milhões de compostos), além de ser um constituinte básico de toda forma de vida conhecida. Dependendo das condições de formação, este fenomenal elemento, pode se apresentar em diversas formas alotrópicas: desde um material extremamente frágil, como o grafite, até materiais incrivelmente resistentes como o diamante, nanotubos de carbono e o grafeno. Esses materiais grafíticos têm sido extensivamente estudados, apresentando propriedades únicas e grande potencial em aplicações tecnológicas. Dentre eles, o grafeno ocupa, atualmente, a posição de maior destaque por possuir propriedades mecânicas e eletrônicas diferenciadas. O óxido de grafeno é uma classe de estruturas grafíticas constituída basicamente de uma camada de grafeno decorada com grupos epóxido e hidroxila na superfície e grupos carboxílicos e carbonila nas bordas. A sua estequiometria depende fortemente do método de obtenção. Esse material, além de ser uma das principais rotas para a obtenção em larga escala do grafeno, também apresenta diversas propriedades interessantes, que possibilitam, por exemplo, aplicações biológicas, uma vez que seus grupos funcionais o tornam bastante reativo além de ser facilmente dispersado em água. Muitas questões relacionadas ao óxido de grafeno ainda não estão bem esclarecidas, como sua própria estrutura, processo de formação e mecanismos de interação. Nesse sentido, foi utilizada, como principal ferramenta, a microscopia de força elétrica (EFM) para estudar propriedades eletrostáticas de uma amostra de óxido de grafeno obtida utilizando-se um método de Hummer modificado. Por meio de um modelo simplificado, foi possível desenvolver um método para análise das medições de EFM e assim determinar a presença e o sinal da carga líquida da amostra. Além de ser possível esclarecer a origem do fenómeno de borda observado nos experimentos de EFM.

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Negreti, Maria Anita de Paula. "Obtenção e caracterização de compósitos poliméricos com óxido de grafeno reduzido." Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-13032017-115009/.

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Abstract:

O grafeno, uma das formas alotrópicas do carbono, tem ganho grande valorização no meio científico e industrial devido às suas propriedades excepcionais. Por apresentar condutividade elétrica correspondente a do cobre e condutividade térmica, dureza e resistência superiores a todos os outros materiais existentes, faz-se necessário à busca por melhores, mais eficientes e produtivos métodos de obtenção do mesmo. Um dos métodos mais utilizados atualmente, conhecido como método de Hummers, consiste na oxidação da grafita por tratamentos ácidos e posterior redução (química ou térmica). No entanto, o rendimento do processo, geralmente, não gera quantidade de material suficiente para preparo de compósitos poliméricos utilizando equipamentos tradicionais de mistura, como extrusoras. Os compósitos poliméricos com grafeno apresentam aumento na estabilidade térmica e dimensional de peças injetadas, quando comparado à mesma peça sem carga, podendo ser usado como retardante de chama e também, por garantir maior condutividade elétrica ao polímero, pode ser usado em touch screens e células solares flexíveis. Frente a estas possibilidades, faz-se necessário aperfeiçoar o método de Hummers, tornando-o mais eficaz e produtivo. Alguns parâmetros da cinética química da reação do óxido de grafite (GO), os métodos de remoção dos ácidos residuais do processo, as técnicas de redução dos grupos oxigenados e o método de obtenção do material seco para posterior incorporação no polímero foram avaliados neste trabalho. Três métodos de oxidação da grafita foram estudados e os materiais obtidos foram comparados ao GO comercial, e dois métodos de redução (química com NaBH4 e térmica à várias temperaturas e taxas de aquecimento) do GO foram testados. Os GOs e os óxidos de grafeno reduzidos (GORs) foram caracterizados com o auxílio das técnicas de espectroscopia Raman, espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectrometria de raios X por energia dispersiva (EDS) e difração de raios-X (DRX). Os resultados mostraram que a cinética da reação de GO não é linear, pois foram obtidos óxidos com características diferentes, utilizando-se a mesma proporção de reagentes pelos métodos A e C. A filtração ou a diálise, utilizadas para remover os resíduos ácidos do tratamento, e a estufa ou a liofilização, utilizadas para obter os materiais secos, não interferiram nas propriedades finais dos GOs e dos GORs. Por fim, a redução química e o choque térmico a 700 °C se mostraram os métodos mais adequados para obter grafeno quimicamente modificado com boas propriedades e maior rendimento. Os compósitos obtidos através de um misturador interno foram caracterizados com ensaios mecânicos (tração e impacto), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Os resultados obtidos indicaram a má dispersão das cargas no polímero, o que pode ser confirmado pela presença de aglomerados nas análises morfológicas e pelas propriedades mecânicas inferiores dos compósitos.
The graphene, one of the carbon allotropes, has received a great valorization in the scientific and industrial areas due its exceptional properties. Its electrical conductivity corresponds to copper ones and its thermal conductivity, hardness and strength are superior to known existent material properties. For this reason, it is necessary to search for a more efficient and productive method of obtaining. One of the most used methods nowadays is the Hummers method, it is based on graphite oxidation via acid treatment and also on chemical and thermal reduction. However, the yield of the process generally does not generate sufficient amount of material for preparing polymer composites using traditional mixing equipment such as extruders. Polymeric composites graphene have increased thermal and dimensional stability of molded parts compared to the same part without load, can be used as a flame retardant and also to ensure higher electrical conductivity to the polymer, can be used in touch screens and flexible solar cells. Faced to these possibilities, it is necessary to search for improvements to Hummers method, making it more effective and productive. Evaluating the chemical kinetic from the reaction of graphite oxide (GO), the removal manners from the residual acids from the process, the reduction technician from the oxygenated functional groups and the obtention method of the dry material to posterior incorporation in to the polymer, were evaluated in this work. Three oxidation methods have been performed and compared to GO commercial, and three reduction methods (chemical with NaBH4 and thermal to 550 °C and 1000 °C) have been tested. The GOs and the graphene oxide reduced (GORs) were characterized by Raman Spectroscopy, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetric Analysis (TGA), Scanning Electron Microscopic (SEM) and Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and X-ray diffraction (XRD). The results showed that the reaction kinetic from the GO is not linear, because it has been obtained oxides with different characteristics, using the same reagents proportion in two methods (A and C). The filtration or the dialysis, used to remove the acids residues from the treatment, and the drying oven or the freeze drying, used to obtain the dry material, didn\'t interfere in the final properties of the GOs and GORs. Finally, the chemical reduction and the thermal shock at 700 ° C proved the most suitable methods for chemically modified graphene with good properties and increased yield. The composites obtained through an internal mixer were characterized with mechanical tests (tensile and impact), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and differential scanning calorimetry (DSC). Results indicated poor dispersion of the fillers in the polymer, which can be confirmed by the presence of agglomerates in the morphological analysis and the inferior mechanical properties of the composites.

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Moraes, Ana Carolina Mazarin de 1983. "Graphene oxide and graphene oxide functionalized with silver nanoparticles : antibacterial activity and polymeric composites applications." [s.n.], 2015. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/249034.

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Abstract:

Orientador: Oswaldo Luiz Alves
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química
Made available in DSpace on 2018-08-27T15:35:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_AnaCarolinaMazarinde_D.pdf: 5504556 bytes, checksum: ff8566e313e82701925549e2ecd544ab (MD5) Previous issue date: 2015
Resumo: O óxido de grafeno (GO) é uma forma quimicamente modificada de grafeno que possui grupos funcionais contendo oxigênio (epóxi, carboxila, carbonila, e hidroxila) distribuídos sobre a base e as bordas de suas folhas. Devido à abundância dos grupamentos oxigenados, o GO tem sido usado como uma plataforma para suportar e estabilizar nanoestruturas metálicas, tais como nanopartículas de prata (NPAgs), visando aplicações biológicas. Além disso, devido à sua excelente capacidade de dispersão e elevada área superficial, o GO tem sido considerado uma carga promissora para a construção de compósitos poliméricos. Neste trabalho, relatamos a síntese do GO e dos nanocompósitos de óxido de grafeno funcionalizado com NPAgs (GO-Ag) os quais podem ser utilizados como agentes antibacterianos de amplo espectro. O GO foi sintetizado por meio do método de Hummers modificado, e o GO-Ag foi preparado através da redução in situ dos íons de prata por citrato de sódio. As folhas de GO foram funcionalizadas com NPAgs esféricas de diâmetro médio de 9,4 nm. Estes nanocompósitos exibiram excelente atividade antimicrobiana contra as principais bactérias em ambiente hospitalar, tais como Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Acinetobacter baumannii, e Staphylococcus aureus resistente à meticilina. Os nanocompósitos GO-Ag também foram aplicados como eficazes agentes antimicrobianos a fim de evitar a proliferação bacteriana em membranas de micro e ultrafiltração. Neste sentido, membranas antimicrobianas de acetato de celulose (CA) foram fabricadas a partir da incorporação de GO e GO-Ag na matriz polimérica (CA-GOAg). Após a funcionalização, as membranas permeáveis modificadas com GO-Ag foram capazes de inativar cerca de 90% das células de E. coli em comparação com as membranas de CA não modificadas. Os resultados sugerem que a incorporação de nanocompósitos GO-Ag é uma abordagem promissora para controlar o desenvolvimento da adesão bacteriana em membranas de purificação de água. Com relação à demanda de novos materiais com elevada estabilidade e com capacidade de proteção contra radiação ultravioleta (UV), foram fabricados filmes compósitos transparentes a partir de acetato de celulose e óxido de grafeno. A caracterização físico-química revelou que as folhas de GO estão bem dispersas por toda a matriz polimérica, proporcionando filmes compósitos lisos e homogêneos. Em comparação com os filmes pristinos de CA, os filmes compósitos exibiram melhor capacidade de proteção contra radiação UV combinado com transparência óptica à luz visível, o que reforça a sua aplicação como revestimentos transparentes com proteção UV para alimentos, produtos farmacêuticos, biomédicos, e produtos eletrônicos
Abstract: Graphene oxide (GO) is a chemically modified form of graphene that possesses oxygen-containing groups (epoxy, carboxyl, carbonyl, and hydroxyl) distributed on the plane and edges of the sheets. Owing to the abundance of oxygenated groups, GO has been used as a platform to support and stabilize metallic nanostructures such as silver nanoparticles (AgNPs), aiming biological applications. In addition, GO has been considered a promising material for building polymeric composites because of its excellent dispersibility and high surface area. In this work, we report the synthesis of GO and GO functionalized with AgNPs (GO-Ag) for use as a broad-spectrum antibacterial agent. GO was synthesized through the modified Hummers method, and the GO-Ag was prepared through the in situ reduction of silver ions by sodium citrate. Spherical AgNPs with average size of 9.4 nm were found well-dispersed throughout the GO sheets. This nanocomposite exhibited excellent antimicrobial activity against common nosocomial bacteria such as Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Acinetobacter baumannii, and methicillin-resistant Staphylococcus aureus. GO-Ag nanocomposites were also applied as an effective antimicrobial agent in order to prevent the bacterial proliferation on micro and ultrafiltration membranes. Cellulose acetate (CA) membranes were then fabricated from the incorporation of GO and GO-Ag into the polymeric matrix (CA-GOAg). After functionalization, the permeable CA membranes modified with GO-Ag were able to inactivate mostly 90% of E. coli cells compared to the non-modified CA membranes. The results suggest that the incorporation of GO-Ag nanocomposites is a promising approach to control biofouling development in water purification membranes. Concerning the demand for novel ultraviolet shielding materials with high stability, transparent and UV-shielding composite films were fabricated by casting a mixture of GO with cellulose acetate (CA). The physicochemical characterization revealed that GO sheets were well-dispersed throughout the polymeric matrix, providing smooth and homogeneous composite films. By comparison with pristine CA films, the composite films displayed an improved UV-shielding capacity combined with optical transparency under visible light, which underscores their application as transparent UV-protective coatings for food, pharmaceutical, biomedical, and electronic products
Doutorado
Quimica Inorganica
Doutora em Ciências

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Silva, JosÃ JÃnior Alves da. "Microscopia de forÃa elÃtrica em amostra de Ãxido de grafeno." Universidade Federal do CearÃ, 2013. http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=11333.

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Abstract:

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico
As estruturas a base de carbono tem um papel de grande importÃncia nos campos da ciÃncia e da tecnologia. Isso graÃas Ã versatilidade do elemento carbono, pilar da quÃmica orgÃnica, que consegue formar uma diversidade de estruturas (cerca de 10 milhÃes de compostos), alÃm de ser um constituinte bÃsico de toda forma de vida conhecida. Dependendo das condiÃÃes de formaÃÃo, este fenomenal elemento, pode se apresentar em diversas formas alotrÃpicas: desde um material extremamente frÃgil, como o grafite, atÃ materiais incrivelmente resistentes como o diamante, nanotubos de carbono e o grafeno. Esses materiais grafÃticos tÃm sido extensivamente estudados, apresentando propriedades Ãnicas e grande potencial em aplicaÃÃes tecnolÃgicas. Dentre eles, o grafeno ocupa, atualmente, a posiÃÃo de maior destaque por possuir propriedades mecÃnicas e eletrÃnicas diferenciadas. O Ãxido de grafeno Ã uma classe de estruturas grafÃticas constituÃda basicamente de uma camada de grafeno decorada com grupos epÃxido e hidroxila na superfÃcie e grupos carboxÃlicos e carbonila nas bordas. A sua estequiometria depende fortemente do mÃtodo de obtenÃÃo. Esse material, alÃm de ser uma das principais rotas para a obtenÃÃo em larga escala do grafeno, tambÃm apresenta diversas propriedades interessantes, que possibilitam, por exemplo, aplicaÃÃes biolÃgicas, uma vez que seus grupos funcionais o tornam bastante reativo alÃm de ser facilmente dispersado em Ãgua. Muitas questÃes relacionadas ao Ãxido de grafeno ainda nÃo estÃo bem esclarecidas, como sua prÃpria estrutura, processo de formaÃÃo e mecanismos de interaÃÃo. Nesse sentido, foi utilizada, como principal ferramenta, a microscopia de forÃa elÃtrica (EFM) para estudar propriedades eletrostÃticas de uma amostra de Ãxido de grafeno obtida utilizando-se um mÃtodo de Hummer modificado. Por meio de um modelo simplificado, foi possÃvel desenvolver um mÃtodo para anÃlise das mediÃÃes de EFM e assim determinar a presenÃa e o sinal da carga lÃquida da amostra. AlÃm de ser possÃvel esclarecer a origem do fenÃmeno de borda observado nos experimentos de EFM.
Carbon-based structures have played a major role in scientific and technological fields. This is due to the versatility of the element carbon, the pillar of organic chemistry, which can form a variety of structures (about 10 million compounds), besides being a basic constituent of all known life forms. Depending on the conditions, this phenomenal element can occur in several allotropic forms: from an extremely brittle material, such as graphite, so incredibly resistant materials such as diamond, carbon nanotubes and graphene. These graphitic materials have been studied extensively, and present unique properties and great potential for technological applications. Among these materials, graphene currently occupies the most prominent position by having special electronic and mechanical properties. The graphene oxide is a class of graphitic structure consisting essentially of a graphene layer decorated with epoxide and hydroxyl groups on the surface and carboxyl and carbonyl groups on the edges. Its stoichiometry depends strongly on the method of production. In addition the graphene oxide is one of the main routes for obtaining large-scale graphene also it has several interesting properties, which allow, for example, biological applications, since their functional groups make it very reactive, besides being easily dispersed in water. Many issues related to graphene oxide are yet unclear, as also its structure, training procedure and mechanisms of interaction. Thus, the electric force microscopy (EFM) was used as the main tool to study electrostatic properties of a graphene oxide sample obtained by a modified Hummer method. By means of a simplified model, it was possible to develop a method for the analysis of the EFM measurements and so determine the presence and the sign of the net charge of the sample. Furthermore it is possible to clarify the origin of the edge phenomenon observed in EFM experiments.

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Santos, Fabrício Aparecido dos. "Processamento de grafeno oxidado na forma de filmes ultrafinos e aplicações em sensores." Universidade de São Paulo, 2013. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/88/88131/tde-14042015-090739/.

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Abstract:

Dentre as formas alotrópicas do carbono, o grafeno merece destaque. Este material consiste de uma monocamada atômica de carbono sp2 disposta em uma rede bidimensional cristalina hexagonal tipo favo de mel. Uma das formas de se obter o grafeno é pela esfoliação química, que consiste da oxigenação do grafite policristalino em um ambiente altamente oxigenado, formando um produto intermediário chamado de grafeno oxidado (GO). Por este método, gera-se um produto altamente estável e solúvel em água, podendo ser utilizado na construção de filmes ultrafinos. Uma das aplicações possíveis do grafeno oxidado é em sensores e biossensores, área de aplicações de novos materiais que viabilizem o diagnostico rápido, preciso, seletivo e de baixo custo, principalmente os do tipo, point-of-care. O grafeno é um forte candidato, nessa área, devido a sua alta performace e seu baixo custo de processamento. Neste trabalho, a técnica de automontagem eletrostatic layer-by-layer (ELBL) foi utilizada na construção de filmes de grafeno oxidado, juntamente com o policátion dendritico poli(amido amina) geração 4 (PAMAM-G4) em uma plataforma potenciométrica, utilizando um amplificador de instrumentação comercial AD620 como transdutor em um sensor de pH para caracterização da sensibilidade do dispositivo. Diversas técnicas espectroscópicas, óticas e morfológicas foram utilizadas para caracterizar a esfoliação química do grafite e dos filmes automontados. Através destas caracterizações mostrou-se que a esfoliação ocorreu satisfatoriamente concordando com resultados já existentes na literatura. A construção dos filmes ultrafinos ocorreu pela rápida adsorção do GO em camadas alternadas de PAMAM-G4, e o monitoramento do crescimento dos filmes foi realizado utilizando espectroscopia no UV-Vis, onde o crescimento é linear a partir da décima camada. Por microscopia de força atômica, mostrou-se que a adsorção das folhas de grafeno se dá primeiramente pelas folhas de menor número de camada (1 e 2 camadas) de GO e para camadas de número superior tem-se uma morfologia totalmente diferente da primeira. Por espectroscopia no infravermelho, mostrou-se a interação entre os dois polieletrólitos, onde há formação de ligações do tipo cross-linking entre as camadas. Medidas de potenciometria indicam a sensibilidade máxima em torno de 57 mV/pH em um substrato de ouro( sensibilidade Nerstiana), o que evidencia a sua aplicabilidade em sensoriamento e também a sua aplicação em biossensores.
Among the allotropic forms of carbon, graphene deserves special attention. This material consists of one atomic monolayer of sp2 carbon arranged in a two-dimensional hexagonal lattice type, namely \"honeycomb\". One common method to obtain graphene is -=by chemical exfoliation, which consists of oxygenation of polycrystalline graphite in a highly oxygenated medium, forming an intermediate product namely graphene oxide (GO). This method generates a highly stable and water soluble GO that can be used in the fabrication of ultrathin films. Graphene is a strong candidate for sensing, due to its high performance and low cost processing. In this dissertation, GO was obtained via chemical routs and processed in the form of ultrathin films in conjunction with polyamidoamine dendrimer (PAMAM G4) in a layered fashion using the Electrostatic Layer-by-Layer (ELBL). The GO/PAMAM films were deposited on potentiometric platforms and used as pH sensors using a commercial amplifier AD620 instrumentation as the detection technique. GO and the LbL films were characterized via spectroscopic, optical and morphological techniques. Film growth was monitored via UV-Vis spectroscopy and revealed a linear adsorption up to the tenth GO/PAMAM bilayer. AFM analyses revealed that graphene sheets containing 1 or 2 layers occurred adsorbed first on the substrates. Potentiometric measurements indicated a maximum sensitivity of ca. 57 mV/pH for GO/PAMAM films deposited on gold substrates (Nernstian Sensitivity), which demonstrates the applicability of the films in sensing and biosensing.

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Anouar, Aicha. "Préparation de matériaux à base de graphène et leur application en catalyse." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de València, 2021. http://hdl.handle.net/10251/164030.

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Abstract:

[ES] Para abordar los desafíos ambientales, la química y los procesos químicos deben ser más sostenibles. Para ello, el desarrollo de nuevos catalizadores especialmente activos es de suma importancia. En catálisis heterogénea, el grafeno ha surgido recientemente como un excelente candidato desde que fue posible aislarlo a partir del grafito. Sus propiedades únicas han despertado un gran interés para aplicarlo en varios campos, desde el refuerzo de matrices poliméricas hasta el desarrollo de materiales para catálisis. En catálisis, su uso como soporte catalítico o como carbocatalizador es todavía objeto de varios estudios. Con el objetivo de preparar catalizadores extremadamente activos en varias reacciones de química fina o de producción de hidrógeno, nuestro trabajo de investigación se ha centrado en el uso de materiales a base de grafeno como soportes catalíticos. Se consideraron diferentes aspectos: La funcionalización del grafeno; al ser un material de baja dimensionalidad, las propiedades del grafeno están estrechamente relacionadas con la química de su superficie. Mediante la fosforilación del óxido de grafeno, hemos demostrado que la estabilidad térmica y la estabilización de las nanopartículas metálicas mejoran significativamente. La combinación de grafeno con otros materiales; Pequeñas nanopartículas de paladio estabilizadas sobre materiales porosos a base de óxido de grafeno y quitosano han demostrado una excelente actividad para la deshidrogenación del formiato de amonio. La estrategia de síntesis adoptada para preparar el grafeno; La pirólisis de películas de alginato de amonio y un precursor de rutenio (Ru) en diferentes atmósferas permitió la preparación de nanopartículas de Ru soportadas en grafeno cuya orientación depende de la atmósfera de pirólisis. Por lo tanto, fue posible una comparación de la actividad catalítica de diferentes facetas cristalográficas. Dopaje de grafeno; la presencia de diferentes heteroátomos en su estructura ha permitido una mejor estabilización de nanopartículas y clusters metálicos. Los materiales basados en nanopartículas de óxido de cobre y grafenos dopados han demostrado poseer una excelente actividad catalítica en la síntesis de nuevas moléculas de interés farmacéutico.
[CA] Per a abordar els desafiaments ambientals, la química i els processos químics han de ser més sostenibles. Per a això, el desenvolupament de nous catalitzadors especialment actius és de summa importància. En catàlisi heterogènia, el grafé ha sorgit recentment com un excel·lent candidat des que va ser possible aïllar-lo a partir del grafit. Les seues propietats úniques han despertat un gran interés per a aplicar-lo en diversos camps,des del reforç de matrius polimèriques fins al desenvolupament de materials per a catàlisis. En catàlisi, el seu ús com a suport catalític o com carbocatalitzador és encara objecte de diversos estudis. Amb l'objectiu de preparar catalitzadors extremadament actius en diverses reaccions de química fina o de producció d'hidrogen, el nostre treball de recerca s'ha centrat en l'ús de materials a base de grafé com a suports catalítics. Es van considerar diferents aspectes: La funcionalització del grafé; a l'ésser un material de baixa dimensionalitat, les propietats del grafé estan estretament relacionades amb la química de la seua superfície. Mitjançant la fosforilació de l'òxid de grafé, hem demostrat que l'estabilitat tèrmica i l'estabilització de les nanopartícules metàl·liques milloren significativament. La combinació de grafé amb altres materials; Xicotetes nanopartícules de pal·ladi estabilitzades sobre materials porosos a base d'òxid de grafé i quitosà han demostrat una excel·lent activitat per a la deshidrogenació del formiat d'amoni. L'estratègia de síntesi adoptada per a preparar el grafé; La piròlisi de pel·lícules de alginat d'amoni i un precursor de ruteni (Ru) en diferents atmosferes va permetre la preparació de nanopartícules de Ru suportades en grafé, l'orientació del qual depén de l'atmosfera de piròlisi. Per tant, va ser possible una comparació de l'activitat catalítica de diferents facetes cristal¿logràfiques. Dopatge de grafé; la presència de diferents heteroàtoms en la seua estructura ha permés una millor estabilització de nanopartícules i clústers metàl·lics. Els materials basats en nanopartícules d'òxid de coure i grafens dopats han demostrat posseir una excel·lent activitat catalítica en la síntesi de noves molècules d'interés farmacèutic.
[EN] To address environmental challenges, chemistry and chemical processes need to be more sustainable. For this, developing new particularly active catalysts is of paramount importance. In heterogeneous catalysis, graphene has emerged as an excellent candidate since it was possible to isolate it from graphite. Its properties have aroused substantial interest, earning it applications in various fields spanning from the reinforcement of polymer matrices to the development of materials for catalysis. In catalysis, its use both as a catalytic support or as a carbocatalyst is still the subject of several studies. Aiming to prepare extremely active catalysts in various fine chemical reactions or hydrogen production, our research work has focused on the use of graphene-based materials as catalytic supports. Different aspects were considered: The functionalization of graphene; being a material of low dimensionality, the properties of graphene are intimately related to the chemistry of its surface. Through phosphorylation of graphene oxide, we have shown that the thermal stability and stabilization of metal nanoparticles are significantly improved. Combination of graphene with other materials; small palladium nanoparticles stabilized on porous materials based on graphene oxide and chitosan have demonstrated excellent activity for the dehydrogenation of ammonium formate. The synthetic strategy adopted to prepare graphene; pyrolysis of films of ammonium alginate and ruthenium precursor (Ru) in different atmospheres enabled the preparation of Ru nanoparticles supported on graphene whose orientation depends on the atmosphere of pyrolysis. Thus, a comparison of the catalytic activity of different crystallographic facets was possible. Doping of graphene; the presence of different heteroatoms in its structure has allowed a better stabilization of metal nanoparticles and clusters. Materials based on copper oxide nanoparticles and tridoped graphene have demonstrated an excellent catalytic activity in the synthesis of new molecules of pharmaceutical interest.
Anouar, A. (2021). Préparation de matériaux à base de graphène et leur application en catalyse [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/164030
TESIS

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Saker, Neto Nicolau 1989. "Síntese de grafenos quimicamente modificados e aplicação em células fotovoltaicas orgânicas." [s.n.], 2014. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/248397.

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Abstract:

Orientador: Ana Flávia Nogueira
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química
Made available in DSpace on 2018-08-26T15:49:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SakerNeto_Nicolau_M.pdf: 15094468 bytes, checksum: d3c20b6e7dbd840a984fe7d8b1b365a8 (MD5) Previous issue date: 2014
Resumo: Entre as alternativas promissoras para a produção de energia elétrica de modo econômico e ambientalmente sustentável está o aproveitamento da energia luminosa do Sol pelo efeito fotovoltaico. Células fotovoltaicas orgânicas fazem parte da mais nova geração de células solares, e prometem ser produzidas em larga escala a custo reduzido. Entretanto, células orgânicas atualmente estão limitadas por eficiências comparativamente baixas. O objetivo deste trabalho é introduzir derivados de grafeno em células solares orgânicas poliméricas como aceitador de elétrons e transportadores de cargas na camada absorvedora de luz, em substituição parcial ou total aos atuais materiais mais empregados, derivados de fulerenos C60 e C70. Óxido de grafeno (GO) foi obtido a partir da oxidação de grafite mineral utilizando-se o método de Hummers com modificações. Amostras de grafenos quimicamente modificados (CMGs) foram sintetizadas pela reação direta de dispersões de óxido de grafeno com ácido 2-tiofenoacético (TAA) por uma esterificação de Steglich, ou após um tratamento de óxido de grafeno em meio básico com hidróxido de tetrabutilamônio (TBAH). Os CMGs apresentaram funcionalização bastante limitada, tendo ocorrido principalmente uma desoxigenação dos derivados de grafeno. Ainda assim, os CMGs puderam ser dispersos no solvente usado para a preparação da camada absorvedora de luz, 1,2-diclorobenzeno. Os materiais sintetizados foram aplicados em células poliméricas baseadas no polímero poli(3-hexiltiofeno) (P3HT) e no derivado de fulereno [6,6]-fenil-C71-butanoato de metila (PC71BM), e os parâmetros fotovoltaicos resultantes foram obtidos. As eficiências de conversão fotovoltaicas em células contendo CMGs foram potencialmente limitadas pelo processo de desoxigenação
Abstract: Among the promising alternatives for the economically and environmentally sustainable production of electrical energy is the harnessing of the Sun's luminous energy by the photovoltaic effect. Organic photovoltaic cells are part of the newest generation of solar cells, promising large-scale production at reduced costs. However, organic cells are currently limited by comparatively low efficiencies. The objective of this work is to introduce graphene derivatives in polymer organic solar cells as electron acceptors and charge transporters in the light-absorbing layer, partially or fully replacing the currently most used materials, derivatives of C60 and C70 fullerenes. Graphene oxide (GO) was obtained by the oxidation of mineral graphite using a modified Hummers' method. Samples of chemically modified graphenes (CMGs) were synthesized by the direct reaction of graphene oxide dispersions with 2-thiopheneacetic acid (TAA) via Steglich esterification, or after treatment of graphene oxide in basic medium with tetrabutylammonium hydroxide (TBAH). The CMGs showed very limited functionalization and the main occurrence was a deoxygenation of the graphene derivatives. Still, the CMGs were dispersible in the solvent used for the preparation of the light-absorbing layer, 1,2-dichlorobenzene. The synthesized materials were applied in polymer cells based on the polymer poly(3-hexylthiophene) (P3HT) and the fullerene derivative [6,6]-phenyl-C71-butyl methyl ester (PC71BM) and the resulting photovoltaic parameters were obtained. The photovoltaic conversion efficiencies for cells containing CMGs were potentially limited by the deoxygenation process
Mestrado
Quimica Organica
Mestre em Química

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Gouldstone, Andrew. "Electrochemical vapor deposition of a graded titanium oxide-yttria stabilized zirconia layer." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 1996. http://hdl.handle.net/1721.1/39612.

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Jaggernauth, Aneeta. "Polymer funcionalization of nano-graphene oxide by molecular layer deposition." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2015. http://hdl.handle.net/10773/14832.

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Abstract:

Mestrado em Engenharia de Materiais
O presente trabalho aborda o processo de funcionalização por via seca de nanopartículas de óxido de grafeno (nano-GO) visando o estabelecimento de ligações a polietilenoglicol (PEG) na sua superfície. Atualmente utilizam-se métodos químicos de funcionalização por via húmida com esta finalidade, no entanto são demorados e resultam em perdas significativas de amostra. O trabalho foi realizado em duas fases: o GO foi primeiramente sintetizado em forma de filme e pó utilizando um método “Hummers” modificado, sendo caracterizado por FTIR, SEM e DLS; em seguida o GO foi exposto aos precursores do PEG num reator de deposição por camada molecular (MLD) sob condições de vácuo. Utilizaram-se temperaturas diversas de deposição, tendo-se observado uma adsorção ótima entre 90-100° C. Primeiramente, a deposição de PEG em pó de GO, com terminações de amina, confirmou por FTIR a presença dos picos característicos de PEG, aproximadamente aos 2925 cm-1 e 2850 cm-1, corroborando a funcionalização a seco do GO por um mecanismo de vaporização-condensação. A via MLD, usando TMA e EG como precursores foi então realizada no pó de GO, tendo proporcionado uma camada de passivação inicial rica em alumínio, na qual ciclos subsequentes de exposição ao monómero EG resultaram na sua adsorção e polimerização, tal como demonstrado por FTIR e análises EDS. O nano-GO-PEG é vantajoso para aplicações na área da biomedicina, incluindo sistemas de administração de fármacos, biossensores e terapia fototérmica. O PEG permite ao nano-GO ser reconhecido como biocompatível, estabelecendo uma superfície repelente e incrementando o transporte citoplasmático, permitindo assim características essenciais, tais como alta absorvância óptica, fluorescência e estabilidade em meio fisiológico, essenciais para os sistemas biológicos. O sucesso da produção do nano-GO funcionalizado com PEG pela via a seco aqui proposta poderá será favorável para outros tipos de funcionalização e copolimerização de nanopartículas.
This research aims to achieve a dry functionalization approach for covalently attaching polyethylene glycol (PEG) onto the surface of nano-graphene oxide (GO). Currently, wet chemical methods are used to achieve this, being characteristically time consuming and resulting in significant loss of sample. This work is carried out in two stages; GO is first synthesized using a modified Hummers’ method, and then characterized by FTIR, SEM and DLS; it is then produced in film and powder form, for exposure to precursors in an MLD reactor under rough vacuum conditions. GO films were exposed to PEG at variable temperatures, determining that at 90oC and 100oC the optimal adsorption occurred. Deposition of amine-terminated PEG on GO powder confirmed the presence of characteristic PEG peaks around 2925cm-1 and 2850cm-1 via FTIR, substantiating the dry functionalization of GO via vaporization-condensation. An MLD route, using TMA and EG precursors was then performed on GO powder, delivering an initial passivation layer of Al, onto which subsequent cycles of EG adsorbs, demonstrated by FTIR and EDS analysis. PEGylated-nano-GO is advantageous for applications in the area of biomedicine; including drug delivery systems, biosensors and photothermal therapy. PEG permits nano-GO to be recognized as biocompatible; establishing on it a non-fouling surface and increasing its cytoplasmic transport, thereby allowing its inherent characteristics such as high optical absorbance, fluorescence, and stability in physiological media to be pertinent to biological systems. Successful production of PEG functionalized nano-GO via the proposed method will be favourable for other possibilities of nanoparticle surface functionalization and copolymerization.

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Cardoso, Henrique Ribeiro Piaggio. "Propriedades mecânicas e eletroquímicas de revestimento compósito com incorporação de óxido de grafeno." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2015. http://hdl.handle.net/10183/118901.

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Abstract:

O aumento das preocupações com o meio ambiente tem trazido à indústria de tratamento de superfícies novos desafios quanto ao desenvolvimento de revestimentos com maior desempenho quanto à resistência à corrosão e ao desgaste, observando a redução do impacto ambiental. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho é obter um filme compósito à base de silano com incorporação de partículas de óxido de grafeno visando o aumento da resistência à corrosão e ao desgaste da liga de alumínio AA 2024-T3. A liga de alumínio AA 2024-T3 é um material bastante usado na indústria aeronáutica devido às propriedades mecânicas e à baixa densidade. Contudo, essa liga não oferece a resistência à corrosão e ao desgaste exigidos para aplicação na indústria aeronáutica, sendo necessário o emprego de revestimentos protetores. Dentre os revestimentos propostos para essa aplicação os revestimentos híbridos têm sido estudados, e mais recentemente a incorporação de partículas à essa matriz tem sido proposta visando melhorar as propriedades desses filmes. Nesse trabalho os revestimentos compósitos de matriz híbrida com incorporação de óxido de grafeno foram obtidos pelo processo de sol-gel a partir de um sol contendo os precursores alcoóxidos tetraetoxisilano (TEOS) e 3-trimetoxisilil-propil-metacrilato (MAP) com dispersão de partículas de óxido de grafeno em diferentes concentrações (1 g.L-1, 0,5 g.L-1, 0,25 g.L-1 e 0 g.L-1). Os filmes foram obtidos empregando-se o método de dip-coating à temperatura ambiente, com velocidade de retirada de 10 cm.min-1. O óxido de grafeno utilizado foi caracterizado quanto à estrutura utilizando as análises de FTIR, Raman, TGA e microscopia eletrônica de varredura de alta resolução. Para avaliar a estrutura do filme compósito obtido foram utilizadas as análises de FTIR, Raman e TGA. Microscopia eletrônica de varredura de alta resolução foi usada a fim de verificar a uniformidade do filme e avaliar a dispersão das partículas no filme. Os ensaios de polarização potenciodinâmica e impedância eletroquímica foram utilizados para analisar o comportamento referente à corrosão. Avaliou-se também a molhabilidade dos filmes, pelo método da gota séssil. As propriedades mecânicas do filme foram avaliadas empregando-se o ensaio de desgaste pela técnica de esfera sobre plano e teste de adesão. Nas condições estudas, a adição das partículas de óxido de grafeno não alterou a resistência à corrosão, contudo evidenciou-se uma contribuição positiva quanto ao aumento da resistência ao desgaste do filme.
The growing concern with the environment has created new challenges to the surface treatment industry, encouraging the development of coatings with a better performance in regards to the mechanical resistance and corrosion properties, observing the reduction of the environmental impact. In this context, this work aims to make a composite coating with graphene oxide charge to improve the corrosion and wear resistance in aluminum alloy AA 2024-T3. The aluminum alloy AA 2024-T3 is a material used in the aeronautics industry due to its low density and good mechanical proprieties. However, this alloy does not have the corrosion and wear resistance required by the aeronautics industry, requiring the use of protective coatings. Among the protective coatings proposed for this application, the hybrid films have been studied and more recently the incorporation of particles has been proposed to improve the proprieties of this film. In this work the hybrid matrix composite coating with incorporation of graphene oxide was obtained by sol-gel process from a sol containing alkoxide precursors Tetraetoxisilano (TEOS) and 3-(trimetoxisililpropil) metacrylate (MAP) with graphene oxide dispersion in different concentrations (1 g.L-1, 0,5 g.L-1, 0,25 g.L-1 e 0 g.L-1). The films were obtained using the dip-coating method in room temperature with 10 cm.min-1 of removal rate. For the characterization of the graphene oxide structure FTIR, Raman, TGA and scanning electron microscope were used. To measure the structure of composite films proprieties FTIR, Raman and TGA were used. In addition, the scanning electron microscope was used on composite film on aluminum alloy in order to verify the uniformity of film and to assess the behavior of the particles on film. The potentiodynamic polarization and the electrochemical impedance were used to analyze the behavior against corrosion. To measure the wettability contact angles measured by the sessile drop method were used. The film was examined for mechanical proprieties with the ball-on-plate and with the adhesion test. In the studied conditions, the adding of the particles of graphene oxide did not change the corrosion resistance, but it showed a positive contribution to the wear resistance.

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Martins, Edgar José Ferreira São Bento. "Application and characterization of graphene oxide coatings onto optical fibers for sensor development." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2016. http://hdl.handle.net/10773/16861.

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Abstract:

Mestrado em Engenharia Mecânica
Nos ultimos anos, o uso da bra otica cresceu consideravelmente, sendo os sensores uma das suas maiores aplica c~oes. Esta tecnologia tem diversas vantagens sobre os sensores convencionais tais como: imunidade a interfer^ encias eletromagn eticas, biocompatibilidade e elevada sensibilidade. No entanto, h a interesse cient co e industrial em melhorar o seu desempenho (sensibilidade, resolu c~ao do sensor e gama de trabalho), sendo o revestimento da bra otica com diversos materiais um dos procedimentos que poder a ser usado para alcan car esse objectivo. O oxido de grafeno e um derivado do carbono que resulta da exfolia c~ao da gra te. Este nanomaterial consiste em folhas semelhantes as do grafeno mas possui grupos funcionais de oxig enio que podem reagir f sica ou quimicamente com diversas esp ecies. No ^ambito desta disserta c~ao foram revestidas bras oticas com oxido de grafeno atrav es da deposi c~ao por camadas. Nos revestimentos variou-se o processo de deposi c~ao e o n umero de camadas. A caracteriza c~ao foi feita atrav es de espectroscopia de Raman, microscopia electr onica de varrimento e microscopia de for ca at omica. Para averiguar a integridade dos revestimentos imersos em solu c~ao aquosa, foram realizados testes de lix via c~ao. Os resultados da caracteriza c~ao dos revestimentos con rmam a presen ca de oxido de grafeno na superf cie da bra otica. Depois de garantir a qualidade dos revestimentos procedeu-se ao desenvolvimento e caracteriza c~ao dos sensores baseados em bra otica com revestimentos de oxido de grafeno. Foram testadas duas con gura c~oes diferentes baseadas em redes de Bragg uniformes e inclinadas. Os sensores foram testados sem e com revestimento a varia c~oes de ndice de refra c~ao, variando o procedimento de deposi c~ao do oxido de grafeno e o n umero de camadas. A corros~ao do ferro e um dos maiores problemas enfrentados pelos engenheiros. E a degrada c~ao gradual dos metais provocada por rea c~oes qu micas resultantes da intera c~ao do metal e o meio ambiente. Neste trabalho pretendeu-se, ainda, investigar a possibilidade do oxido de grafeno estabelecer liga c~oes qu micas com o ferro, e assim permitir detectar o fen omeno da corros~ao. Neste caso os sensores foram testados em solu c~oes de nitrato de ferro(III). Veri cou-se que h a altera c~ao das caracteristicas dos espetros das redes de Bragg quando s~ao imersos em diferentes solu c~oes, no entanto os resultados n~ao s~ao muito conclusivos quanto as diferen cas entre os procedimentos de deposi c~ao e ao n umero de camadas.
In the last years, the use of optical bers has grown considerably, being sensors one of the biggest applications. This technology has several advantages over conventional sensor such as: immunity to electromagnetic interferences, biocompatibility and high sensitivity. However, there is a scienti c and industrial interest to improve the sensor performance (sensitivity, resolution and working range). Coating the optical ber sensor with di erent materials is one proceeding that can be used to achieve this goal. Graphene oxide is a carbon derivative which results from the exfoliation of graphite. This nanomaterial consists in graphene like sheets with oxygen functional groups that can react physicaly or chemically with di erent species. In this work several optical bers samples were coated with GO through the layer by layer method. Two di erent proceedings were tested as the in uence of the number of of graphene oxide layers. The coating characterization was made through Raman spectroscopy, scanning electron microscopy and atomic force microscopy. To test the integrity of the coatings immersed in aqueous solutions, a leaching test was carried out. The results of the characterization con rm the presence of graphene oxide in the optical ber surface. After ensuring the quality of the graphene oxide coatings, it was carried out the development and characterization of optical ber based sensors with graphene oxide coatings. Were tested two di erent sensor con gurations, one based in uniform Bragg gratings and the other in tilted Bragg gratings. The sensors were tested without and with coating to refractive index variations, changing the proceeding to deposit the graphene oxide and the number of layers. Iron corrosion is one of the biggest problems faced by engineers. It is the gradual degradation of the metal by chemical reactions produced by the interactions of the metal with the environment. In this work, it was studied the possibility of the graphene oxide interact with the iron ion in order to detect the corrosion phenomenon. In this case, the sensors were tested in iron(III) nitrate solutions. It was veri ed that there are alterations of the Bragg gratings spectra characteristics when they were immersed in di erent solutions, however the results are not conclusive concerning the in uence of the coating proceeding used and the in uence of the number of layers.

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Richard, Flesner Reuben. "Modeling of Solid Oxide Fuel Cell functionally graded electrodes and a feasibility study of fabrication techniques for functionally graded electrodes." [Ames, Iowa : Iowa State University], 2009. http://gateway.proquest.com/openurl?url_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info:ofi/fmt:kev:mtx:dissertation&res_dat=xri:pqdiss&rft_dat=xri:pqdiss:1473204.

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Bhatkar, Omkar S. "Facile Fabrication of Functionally Graded Graphene Films for Transient Electronics." University of Toledo / OhioLINK, 2018. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=toledo1544623828859207.

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Viegas, Juliane Oliveira. "Cytotoxic potential of graphene oxide in human lung Adenocarcinoma cell line." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2016. http://hdl.handle.net/10773/22356.

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Abstract:

Mestrado em Biologia Molecular e Celular
Graphene oxide (GO) is a compound with application in several fields, especially biomedicine and environment, due to its unique properties which confer excellent characteristics. Despite the nowadays wide application of nanomaterials, the lack of information regarding the risks to human health and the environment is still remaining. Consequently, the investigation about the toxicity of nanoparticles must be a priority. The lung is one of the main routes of entry for nanoparticles into the body, therefore, the aim of this study is to evaluate the cytotoxic potential of graphene oxide in lung, using as model the human carcinoma epithelial cell line (A549). The morphology and viability of A549 cells were evaluated after 24h of exposure to GO at concentrations from 10μg/ml to 200μg/ml. The uptake of GO and the production of reactive oxygen species were also investigated by flow cytometry. The results suggest that GO has no obvious toxicity to A549 cells when assessed by WST-8 assay, though the cell cycle showed a slightly alteration in the S and G2 phase at 50μg/mL with arrest at G2 phase. Also, GO showed an increasing in the ROS production at the lowest doses (10ug/mL and 37μg/mL). The intracellular uptake increased for the highest concentration. Together these results suggest that this form of GO shows biocompatibility for lung cells.
O óxido de grafeno (GO) é um composto com aplicação em diversas áreas, especialmente biomedicina e ambiente, devido as suas propriedades únicas que lhe conferem excelentes características. Apesar da atual ampla utilização de nanomateriais, a falta de informação sobre os riscos para a saúde humana e para o ambiente ainda permanece. Consequentemente, a investigação sobre a toxicidade das nanopartículas deve ser uma prioridade. Sendo o pulmão uma das principais vias de entrada das nanopartículas no organismo, o objetivo deste trabalho é avaliar o potencial citotóxico de óxido de grafeno no pulmão, usando com modelo uma linha celular epitelial de carcinoma do pulmão humano (A549). A morfologia e a viabilidade das células A549 foram avaliados após 24 horas de exposição a concentrações de GO entre 10μg/mL a 200μg/mL. A captação de GO e a produção de espécies reativas de oxigênio foram avaliadas por citometria de fluxo. Os resultados sugerem que GO não apresenta óbvia toxicidade para as células A549, quando avaliada pelo ensaio WST-8. No entanto, no ciclo celular observou-se uma ligeira alteração na fase S e na fase G2 em 50μg/mL, com paragem na fase G2. GO induziu também um aumento na produção de ROS em doses mais baixas (10μg/mL e 37μg/mL). A captação intracelular de GO aumentou para a dose mais elevada. Em conjunto, estes resultados sugerem que esta forma de GO apresenta biocompatibilidade para as células de pulmão.

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Cordeiro, Guilherme Luís. "Síntese e processamento de óxido de grafeno reduzido: abordagens no desenvolvimento de eletrocatalisadores suportados para oxidação de etanol." Universidade de São Paulo, 2018. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-06062018-095154/.

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Abstract:

A adoção de políticas de incentivo ao desenvolvimento de novas tecnologias de geração de energia tem sido consenso entre especialistas de gestão ambiental. Nesta perspectiva, sistemas de conversão como células a combustível de baixa temperatura de operação (60120 °C) constituem alternativas propícias para fornecimento de energia com emissão reduzida de poluentes. Em adição, o etanol representa uma opção atrativa como combustível devido às vantagens relacionadas à característica renovável e à consolidação da indústria de bioetanol em países como Brasil e Estados Unidos. Contudo, a oxidação do etanol resulta em perdas de eficiência por causa da dificuldade de clivagem da ligação carbono-carbono. Tradicionalmente, platina tem sido usada como catalisador em decorrência das elevadas energia de adsorção e densidade de corrente de troca. Entretanto, a melhora na cinética de reação requer maior utilização catalítica. Neste contexto, um processo de síntese de óxido de grafeno reduzido foi desenvolvido para estabilizar e suportar a fase metálica, aperfeiçoando a área eletroquimicamente ativa. Uma metodologia convencional de síntese química e processamento de óxido de grafeno, a partir de grafite, foi aprimorada visando à fabricação de materiais com características desejáveis aos processos eletrocatalíticos. As estratégias foram baseadas em princípios combinados para introdução controlada de defeitos, redução no estado de aglomeração com auxílio de funcionalização direcionada com surfactante brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) e manufatura de dispersões com aumentada estabilidade coloidal. A nova nanoestrutura forneceu elevada densidade de sítios ativos, que incorreu em valores de corrente mássica aumentados em torno de 2,5 e 5,4 vezes frente à platina suportada em negro de fumo e grafeno aglomerado, respectivamente.
In the last decade, the adoption of policies aimed at developing new technologies for clean energy production has been a broad consensus among environment experts. From this perspective, low-temperature fuel cells (60120 °C) would appear to be promising systems to provide continuous and low-carbon power supply. As an alternative fuel, ethanol would be an appealing option due to renewability and mass production scalability. Nevertheless, the sluggish kinetics of ethanol electro-oxidation represents a major roadblock for the development of direct ethanol fuel cells. Platinum has been the most commonly used catalyst because of the highest energy adsorption and exchange current density. Optimizing reaction kinetics by tuning catalyst utilization has been applied to achieve improved performance on platinum-based catalysts. In this context, reduced graphene oxide sheets were developed to stabilize and support platinum nanoparticles, as well as to enhance the electrochemically active surface area. A conventional wet chemical methodology for synthesizing and processing graphene oxide from graphite was improved for assembling bi and/or tridimensional nanostructures with relevant microstructural features to electrocatalysis. The approach for reducing mass-transport resistances was based on a three-step design strategy aimed at the controlled introduction of defects, in situ cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) surfactant functionalization/intercalation and a manufacturing perspective on graphene dispersions from a basic solution thermodynamics theory. The unique nanoarchitecture provided a high density of active sites, which incurred in a mass current value increased by about 2.5 and 5.4 times compared to platinum supported on state-of-the-art carbon black and restacked graphene, respectively.

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McCoppin, Jared Ray. "Fabrication and Analysis of Compositionally Graded Functional Layers for Solid Oxide Fuel Cells." Wright State University / OhioLINK, 2010. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=wright1292631552.

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Lopes, Vinícius Ferreira. "Sensors of volatile organic compounds based on Co3O4 and V2O5 and their composites with graphene oxide /." São José do Rio Preto, 2020. http://hdl.handle.net/11449/192885.

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Abstract:

Orientador: Diogo Paschoalini Volanti
Resumo: O avanço na ciência e tecnologia de sensores de compostos orgânicos voláteis (VOCs) é importante para o desenvolvimento sustentável de materiais funcionais. A dissertação de mestrado refere-se à avaliação do uso de óxido de grafeno (GO, sigla em inglês) em óxido metálicos (OM) tipo-n (V2O5) e tipo-p (Co3O4) para melhorar a sensibilidade, a seletividade e o tempo de resposta dos sensores. O GO teve uma modificação sendo submetido a um processo oxidativo. Os OMs nano ou microestrurados foram preparados a partir de seus sais ou por processos de ressolubilização dos óxidos. Por fim, os compósitos GO-OM foram preparados após os percursores ficarem em suspensão com o GO por 24 horas. O GO aumentou a adsorção gasosa dos compostos resultando em maior seletividade e sensibilidade. Por outro lado, os principais benefícios das estruturas nano e microestrutruradas dos OMs seriam a maior área superficial do material resultando em melhores propriedades gasosas, resultando em mais sítios ativos para adsorção do oxigênio e das moléculas do gás analito. As respostas sensoras foram avaliadas na presença de diferentes concentrações (nas faixas de ppm e ppb) de VOCs (ex.: acetona, acetaldeído, etanol, metanol, benzeno, xileno e tolueno) em atmosfera seca.
Abstract: The advancement in science and technology of volatile organic compounds (VOCs) sensors is essential for the sustainable development of functional materials. The master's thesis refers to the evaluation of the use of graphene oxide (GO) in metallic oxides (OM) type-n (V2O5) and type-p (Co3O4) to improve sensitivity, selectivity and the response time of the sensors. The GO had a modification being subjected to an oxidative process. The nano or microstructured OMs were prepared from its precursors. Finally, the GO-OM composites were prepared after the precursors were in suspension with the GO for 24 hours. The GO increased the gaseous adsorption of the compounds resulting in greater selectivity and sensitivity. On the other hand, the main benefits of the nanostructured and micro-structured structures of OMs would be the greater surface area of the material resulting in better gaseous properties, resulting in more active sites for adsorption of oxygen and analyte gas molecules. The sensory responses were evaluated in the presence of different concentrations (in the ppm and ppb ranges) of VOCs (e.g., acetone, acetaldehyde, ethanol, methanol, benzene, xylene and toluene) in a dry atmosphere.
Mestre

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Manarão, Diego Santos. "Síntese e processamento de compósito cerâmico zircônia-grafeno." Universidade de São Paulo, 2018. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/23/23140/tde-12062018-093929/.

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Abstract:

O objetivo desse trabalho foi desenvolver um compósito cerâmico de zircônia-grafeno para aplicação odontológica. Este estudo avaliou o efeito do pó de partida, concentração de grafeno e da temperatura de sinterização sobre as propriedades mecânicas (dureza e tenacidade à fratura) do compósito desenvolvido. Para isto foram sintetizados os pós de Y-TZP a partir de soluções de óxido-cloreto de zircônio e cloreto de ítrio na proporção desejada de 3mol% através da rota de co-precipitação em solução de hidróxido de amônio seguido por uma série de lavagens em água, etanol e butanol com posterior destilação azeotrópica, secagem, moagem e calcinação. O grafeno foi obtido a partir da exfoliação química de grafite pelo método de Hummers [40] modificado por Marcano [39], o que resultou em um gel acastanhado que foi submetido a lavagem por centrifugação, secagem e desaglomeração em almofariz de ágata, resultando, por fim, no óxido de grafeno. Uma segunda etapa foi o processo de redução química com ácido ascórbico para obtenção de óxido de grafeno reduzido, um pó de coloração escura que foi adicionado à Y-TZP para a obtenção do compósito nas diversas concentrações (em mol%) que foram estudadas: (0,01%, 0,05%, 0,10%, 0,50%, 1,00% e 2,00%). Os pós foram caracterizados por termogravimetria, difração de raios X e espectroscopia (FT-IR). Os espécimes foram confeccionados em matriz metálica cilíndrica e sinterizados em forno tubular em atmosfera inerte. Outros espécimes foram confeccionados em matriz de grafite de alta densidade e sinterizados por Spark Plasma Sintering (SPS). Todas as amostras foram caracterizadas por meio de ensaios de densidade, dureza Vickers, tenacidade à fratura e microscopia eletrônica de varredura. Os maiores valores de densidade relativa foram observados para as amostras sinterizadas em SPS, sendo que se obteve valor de densidade relativa de 98,7 % para a concentração de 0,50% de grafeno e 98,4% para a Y-TZP pura. Por outro lado, o maior valor encontrado em sinterização em atmosfera a 1400°C sem a presença de H2 para Y-TZP pura foi da ordem de 96,76%. Os valores de dureza foram maiores nas amostras sinterizadas em SPS, no entanto a tenacidade à fratura mostrou não se alterar em função do conteúdo de grafeno. As fotomicrografias de MEV mostraram que houve uma variação de tamanho de grão de acordo com a presença do grafeno e do método de sinterização. De acordo com os resultados obtidos neste trabalho foi possível concluir que o processamento desenvolvido permitiu a criação de um compósito cerâmico zircônia-grafeno que pôde ser caracterizado por diversos métodos analíticos. A densidade teórica do compósito desenvolvido não foi alcançada por meio de nenhum dos métodos de sinterização utilizados (Tubular ou SPS) e nem variando-se a temperatura. Para espécimes sinterizados em atmosfera inerte, a maior temperatura de sinterização (1400°C) e a presença do gás H2 não melhorou a densificação. Além disso, esses espécimes tiveram aumento da dureza com o aumento da concentração de grafeno, entretanto, a sua tenacidade à fratura não foi afetada pelo teor de grafeno. Para espécimes sinterizados por meio de SPS, a temperatura de sinterização de 1350°C resultou em melhores valores de densificação. Além disso, para este tipo de sinterização, tanto a dureza como a tenacidade à fratura foram afetadas pelo teor de grafeno.
The objective of this work was to develop a zirconia-graphene ceramic composite for dental application. The study evaluated the effect of the starting powder effect, graphene concentration and sintering temperature on the mechanical properties of the composite. For this, the Y-TZP powders were synthesized from zirconium chloride and yttrium chloride solutions in the desired ratio of 3 mol% through the co-precipitation route in ammonium hydroxide solution followed by a series of washes in water, ethanol and butanol with subsequent azeotropic distillation, drying, grinding and calcination. Graphene was obtained from the chemical exfoliation of graphite by the method of Humans modified by Marcano, which resulted in a brownish gel that was subjected to washing by centrifugation, drying and deagglomeration in agate mortar, resulting finally in the graphene oxide. A second step was the chemical reduction with ascorbic acid to obtain reduced graphene oxide, a dark-colored powder that was added to the Y-TZP to obtain the composite in the various concentrations (in mol%) that were studied (0, 01%, 0.05%, 0.10%, 0.50%, 1.00% and 2.00%). The powders were characterized by thermogravimetry, X-ray diffraction and spectroscopy (FT-IR). The specimens were made in cylindrical metallic matrix and sintered in a tubular oven. Other samples were made in high density graphite matrix and sintered by Spark Plasma Sintering (SPS). All samples were characterized by means of density tests, Vickers hardness, fracture toughness and scanning electron microscopy. The highest values of relative density were observed for the sintered samples in SPS. A relative density of 98.7% was obtained for the 0.50% concentration of graphene and 98.4% for the pure Y-TZP. On the other hand, the highest value found in tubular sintering at 1400 ° C without the presence of H2 for pure Y-TZP was of the order of 96.76%. The hardness values were higher in the sintered samples in SPS, however the fracture toughness showed not to change as a function of the content of graphene. SEM images showed that there was a variation of grain size according to the presence of graphene and the sintering method. According to the results of this study it was concluded that the process developed allowed the creation of a graphene-zirconia ceramic composite which can be characterized by various analytical methods. The theoretical density of the composite developed was not achieved by any of the sintering methods used (tubular or SPS) nor by varying the temperature. For tubular sintered specimens, the higher sintering temperature (1400 ° C) and the presence of H2 gas did not improve densification. In addition, these specimens had increased hardness with increasing graphene concentration, however, their fracture toughness was not affected by graphene content. For sintered specimens by SPS, the sintering temperature of 1350 ° C resulted in better densification values. In addition, for this type of sintering, both hardness and fracture toughness were affected by the content of graphene

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Casadei, Riccardo. "Membrane composite a base di Lupamin 9095, grafene e grafene ossido per applicazioni carbon capture: purificazione del materiale, sintesi e caratterizzazione delle membrane." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2017. http://amslaurea.unibo.it/14386/.

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Abstract:

Il progetto di questa tesi sperimentale riguarda la preparazione di membrane polimeriche composite per separazione di gas, nello specifico per applicazioni di carbon capture, ovvero il sequestro di anidride carbonica. Come matrice è stato utilizzato un polimero a base di polivinilammina in quanto riesce a esplicare il così detto "trasporto facilitato" della CO2; come rinforzanti sono stati utilizzati grafene e grafene ossido, per via delle loro eccezionali caratteristiche di rigidità e resistenza meccanica. Il lavoro di tesi sperimentale si è articolato attorno 3 attività principali: 1) purificazione del prodotto commerciale di partenza, Lupamin 9095, per ottenere il polimero a base di polivinilammina 2) caratterizzazioni chimico-fisiche per monitorare la purificazione del prodotto, caratterizzare il materiale purificato e caratterizzare le membrane preparate. Nel complesso sono state applicate le analisi FT-IR ATR, DSC, TGA, SEM e SEM-EDX. 3) test di permeazione delle membrane ottenute per valutarne la permeabilità di CO2 e selettività CO2/N2, parametri fondamentali per determinare le performances delle membrane.

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Lopes, Bibiana Culau. "SÍNTESE DE ÓXIDO DE GRAFENO DECORADO COM FERRITA PARA ADSORÇÃO DE CROMO HEXAVALENTE." Centro Universitário Franciscano, 2017. http://www.tede.universidadefranciscana.edu.br:8080/handle/UFN-BDTD/557.

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Abstract:

Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-08-17T19:22:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_BibianaCulauLopes.pdf: 2194937 bytes, checksum: 262e67bf2660f0e0bc2210c458d84e70 (MD5)
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One of the most common methods applied to heavy metal removal from contaminated aqueous solutions is adsorption through materials like activated carbon, and silica. In general, those materials are efficient and possible to reuse, although after their lifespan they become an environment liability, especially if inappropriately discharged. So that, it is seeking for materials that show more efficiency, that are easily regenerated, reusable and that generate less environmental impact. It is promising the use of graphene oxide (GO) as an adsorbent for environmental pollutants. GO with metallic nanoparticles attached to it, they confer magnetic features to GO, which makes it separation from the aqueous solution easy. In this study it was synthesized graphene oxide through Hummers & Offeman (1958) adapted method. Synthesized GO as well as commercial graphene oxide (Sigma) were submitted to hydrothermal process for insertion of ferrite (NiFe3O4) in its structure, then forming a nanocomposite NiFe2O4/GO. Nanomaterials were characterized by DRX, FTIR, Raman spectroscopy, MEV, BET and magnetization test, which all prove the formation and magnetization of the material. A solution of 100 mg.L-1 concentration of potassium dichromate (K2Cr2O7), was used as Cr(VI) source, for adsorption tests. The results show great efficiency of adsorption, which was stable in 150 min of stirring for more concentrated solutions of Cr(VI). It was used 500 mg.L-1 concentration of potassium dichromate in the photocatalytic process, which resulted in significant decrease of Cr(VI) and release of Cr(III) in the solution. The results obtained show high efficiency in the adsorption and the removal mechanism defined was through electrostatic attraction, due to the difference between charges of adsorbent and pollutant. A solution with 0.03 g of commercial graphene oxide decorated with ferrite and potassium dichromate in a concentration of 80 mg.L-1, adsorption reaction achieved the equilibrium, approximately, 20 minutes after the reaction started. When tested concentrations of 100, 80 and 40 mg.L-1 of potassium dichromate, the reaction achieved the equilibrium in 30 minutes. Adsorption reactions in concentrations of 300, 250 and 150 mg.L-1 of potassium dichromate stabilized 150 minutes after the reaction started. All tests were done with a fixed mass of 0.30 g of commercial graphene oxide decorated with ferrite. The results indicated that the major efficiency, when higher concentrations of Cr(VI) 9 source, depends on the adjustment of adsorbent added. Photocatalytic reaction promoted the reduction of Cr(VI) to Cr(III), which was proved through the difference in absorbance solution. The removal mechanism was through difference between charges, photocatalytic reaction also promoted the desorption of Cr(III) from the adsorbent surface, as it has negatively charged, they naturally repel.
Um dos métodos mais comuns aplicado para remoção de metais pesados de soluções aquosas contaminadas é por adsorção através de materiais, como carvão ativado e sílica. Em geral esses materiais são eficientes e possibilitam a reutilização, porém ao final de sua vida útil se tornam passivo ambiental, principalmente se não forem descartados de forma correta. Desta forma busca-se por materiais que apresentem maior eficiência, facilidade de regeneração, de reutilização e que gerem menor impacto ambiental. O uso do óxido de grafeno como adsorvente, para remoção de poluentes de amostras ambientais, tem se mostrado promissor, principalmente se tratando de íons de metais. Quando o óxido de grafeno é agregado a nanopartículas metálicas, isso promove um caráter magnético, o que facilita a separação deste da solução aquosa. No presente estudo foi sintetizado o óxido de grafeno através do método adaptado de Hummers, Offeman (1958). O óxido de grafeno sintetizado, assim como óxido de grafeno comercial (Sigma), foram submetidos a um processo para inserção de ferrita (NiFe3O4) em sua estrutura via processo hidrotermal, formando o nanocompósito NiFe2O4/GO. Os nanomateriais obtidos foram caracterizados por difração de raios-x, espectroscopia no infrevermelho, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura, teste de Brunauer-Emmett-Taller e teste de magnetização, os quais comprovam formação do óxido de grafeno e da magnetização do mesmo. Para os testes de adsorção e fotocatálise, utilizou-se solução de dicromato de potássio (K2Cr2O7) como fonte de Cr(VI). Os resultados obtidos demonstram alta eficiência de adsorção e o mecanismo de remoção definido foi por atração eletrostática, devido a diferença de cargas entre o adsorvente e o poluente. Para uma solução contendo 0,30 g de óxido de grafeno comercial decorado com ferrita e com uma concentração de 80 mg.L-1 de dicromato de potássio, a reação de adsorção atingiu o equilíbrio aproximadamente 20 minutos depois do inicio do processo. Quando testadas as concentrações de 100, 80 e 40 mg.L-1 de dicromato de potássio, a reação atingiu o equilíbrio em 30 minutos. As reações de adsorção em concentrações de 300, 250 e 150 mg.L-1 de dicromato de potássio estabilizaram depois de 150 minutos depois do inicio da reação. Todos os testes foram realizados com a quantidade fixa de 0,30 g de óxido de grafeno comercial decorado com ferrita. Os resultados indicam que a maior eficiência, 7 quando em maiores concentrações de fonte de Cr(VI), depende do ajuste na quantidade de adsorvente adicionado. A reação de fotocatálise promoveu a redução do Cr(VI) para Cr(III), o que foi comprovado através da diferença medida nas absorbâncias da solução. O mecanismo de remoção foi por por diferença de cargas, a reação de fotocatálise promove também a dessorção do Cr(III) da superfície do adsorvente, já que esse é carregado negativamente, eles se repelem naturalmente.

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Valim, Fernanda Cabrera Flores. "Comportamento reológico de compósitos reforçados com óxido de grafite em matriz de poli(metacrilato de metila)." Universidade de São Paulo, 2015. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-12072016-114838/.

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Abstract:

Neste trabalho, foram obtidos compósitos poliméricos de Óxido de Grafite (GO) incorporado em Poli(metaclilato de metila) (PMMA). A obtenção do Óxido de Grafite foi realizada por dois diferentes métodos: método de Hummers modificado e método de Staudenmaier. Em seguida, foi ainda adicionada uma etapa secundária de tratamento térmico à 1000 ºC nos GOs obtidos a fim de expandir as lamelas de grafite e remover os grupos funcionais aderidos durante o ataque ácido do grafite. As cargas obtidas foram caracterizadas com o auxílio das técnicas de Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopia Raman, Espectroscopia Vibracional no Infravermelho (FTIR), Análise Termogravimétrica (TGA), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e Microscopia de Força Atômica (AFM), constatando a formação do Óxido de Grafite por ambos os métodos, e ainda a expansão das folhas após o tratamento térmico. O estudo comparativo dos compósitos de matriz polimérica com 1, 3 e 5 % de concentração de GO antes do tratamento térmico e 1 e 3 % após o tratamento térmico foi realizado com o objetivo de entender a contribuição nas propriedades reológicas do polímero com a adição da carga de GO. Os compósitos poliméricos foram obtidos através de um misturador interno, variando-se o método de adição da carga na matriz polimérica via solvente ou via moinho - para estudar a melhor dispersão da carga na matriz. Os compósitos PMMA/GO foram caracterizados por Cromatografia de Permeação em Gel (GPC), Análise Termogravimétrica (TGA), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET); e por ensaios reológicos de Varredura de Deformação, Varredura de Tempo, e Cisalhamento Oscilatório de Pequenas Amplitudes (COPA). Os resultados reológicos apresentaram um aumento da viscosidade complexa tanto na Varredura de Tempo, quanto no COPA. De acordo com a metodologia adotada, ainda não foi possível verificar o aumento crescente da viscosidade complexa a baixas frequências. Este aumento de viscosidade indicaria que o Óxido de Grafite formou uma rede tridimensional, cuja percolação impede que as cadeias poliméricas relaxem completamente.
In this study, composites of graphite oxide (GO) in poly(methyl methacrylate) (PMMA) were obtained. Obtaining of graphite oxide was performed by two potential methods by literature: modified Hummers method and Staudenmaier method; Then, a secondary GOs obtained heat treatment step - at 1000° C - was added in order to expand the graphite flakes and remove functional groups attached during the acid attack of graphite. The reinforcement obtained by both methods were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Raman Spectroscopy, Infra Red Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetric Analysis (TGA), Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM) and Atomic Force Microscopy (AFM), confirming the formation of Graphite Oxide by both methods, and also the expansion of the leaves after the heat treatment. Then, a comparative study of the polymer matrix composites with 1, 3 and 5 % concentration of oxides graphite before the heat treatment and 1 and 3 % after the heat treatment was performed in order to understand the contribution to the rheological properties of the polymer with the addition of GO reinforcement. The composites were obtained by internal mixer, varying the load adding method in the polymeric matrix - via mill and via solvent - to study the best dispersion of GO in the matrix. The samples were characterized by Gel Permeation Ghromatography (GPC), Thermogravimetric Analysis (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM); and rheological measurements of Deformation Scan, Time Sweep, and Small Amplitude Oscillatory Shear (SAOS). The rheological results showed an increase in complex viscosity at both Time Sweep, as in SAOS. However, it was not possible to verify the increase of complex viscosity at low frequencies, that would indicate that graphite oxide form a three-dimensional arrangement, which prevents the percolation of the polymer chains, letting them to relax completely.

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Firmiano, Edney Geraldo da Silveira. "Síntese, caracterização e deposição sobre óxido de grafeno de nanopartículas de óxido de índio dopado com estanho (ITO)." Universidade Federal de São Carlos, 2011. https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/6558.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5302.pdf: 3050627 bytes, checksum: d14aad95482698e7d39d217f3b9d0922 (MD5) Previous issue date: 2011-11-22
Universidade Federal de Sao Carlos
In this study, in the first step, Indium tin oxide nanoparticles were synthesized via a non-aqueous route involving the solvothermal treatment of indium (III) acetylacetonate and tin (IV) chloride in polyethylene glycol Mw=1000. The use of microwave heating reduced the reaction time considerably when compared to traditional heating methods. An analysis by transmission electron microscopy (TEM) revealed particles of relatively uniform sizes and shapes. The high crystallinity of the material was observed by high resolution transmission electron microscopy (HRTEM). The nanocristal size founded by count was 5,1nm. A powder X-ray diffraction analysis indicated that all the materials were crystalline. Infrared spectra confirmed the presence of organic material on the nanoparticle surface. By thermogravimetric analysis (TGA) determined that 11.3% of the total mass corresponds to the polymer. Resistivity values below 10-1 Ω.cm were obtained in thin films and pellets, and semiconductor behavior. In the second step, a model to control the covered area of graphene oxide (GO) sheets by ITO nanoparticles was proposed. The method used was add graphene oxide at the synthetic route to obtain pure ITO. The composites were characterized by XRD, FT-IR, TGA and TEM. XRD results for the synthesized materials confirmed the diffraction patterns of ITO in the different composites synthesized. Through the analysis of FT-IR was possible confirm the presence of the polymer formed on the surface of the oxide nanoparticle and functional groups of graphene oxide sheets. The polymer attached on the oxide surface is responsible for the strong interaction between the ITO and graphen oxide sheets. TEM images for the samples with different cover percentage showed the controller achieved with the synthesis proposed. The composite with 100 or 10% of metal oxides covering the sheets surface did not show the presence of nanocrystals out sheets. The percent value of the covered area obtained of 15% founded by image J analisys is near to the calculated value. From this value we can say that the model works well to control the covered area of GO by nanocristals. The electrical resistivity values found are comparable to the pure ITO, however, with a smaller amount of ITO.
Neste estudo, na primeira etapa, nanopartículas de óxido de índio dopado com estanho foram sintetizadas por uma rota não aquosa envolvendo o tratamento solvotermal de acetilacetonato de índio (III) e cloreto de estanho (IV) em polietilenoglicol de massa molecular 1000. O uso de aquecimento auxiliado por microondas reduziu o tempo de reação quando comparado aos métodos tradicionais de aquecimento. A análise por microscopia eletrônica de transmissão (TEM) mostrou partículas com tamanho e forma relativamente uniformes. A alta cristalinidade do material foi observada por microscopia eletrônica de alta resolução (HRTEM). O tamanho dos nanocristais obtidos por contagem foi de 5,1 nm. A análise de difração de Raios-X (DRX) indicou a cristalinidade do material. O espectro de infravermelho (FT-IR) confirmou a presença do material orgânico na superfície das nanopartículas. Pela análise termogravimétrica (TGA) determinou que 11,3% da massa total corresponde ao polímero. Resistividade abaixo de 10-1 Ω.cm foi obtido no filme e na pastilha, com comportamento semicondutor do óxido. Na segunda etapa, um modelo de controlar a área das folhas de óxido de grafeno (OG) coberta por nanocristais foi proposto. O método usado foi adicionar óxido de grafeno à rota de síntese do ITO puro. Os compósitos foram caracterizados por DRX, FT-IR, TGA e TEM. Os resultados de difração de Raios-X confirmaram o padrão de difração do ITO nos diferentes compósitos. Pela análise de FT-IR foi possível confirmar a presença do polímero na superfície das nanoparticulas e os grupos funcionais das folhas de óxido de grafeno. O polímero ligado na superfície do óxido e responsável pela forte interação entre o ITO e as folhas de óxido de grafeno. As imagens de TEM para as amostras com porcentagens de cobertura diferente mostraram o controle alcançado com o método de síntese proposto. Os compósitos com 100% e 10% de óxido metálico cobrindo a superfície das folhas mostraram que não ocorreu a formação de nanopartículas fora das folhas. O valor de 15 % de porcentagem de área coberta obtido é próximo ao valor calculado. A partir deste valor, pode-se dizer que o modelo funciona bem para controlar a área de OG coberta por nanocristais. Os valores de resistividade elétrica encontrados são comparáveis ao ITO puro, no entanto, com uma quantidade menor de ITO.

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Roedel, Stephanie Grossi. "Processing and characterization of graded macroporous layers on zirconia substrates obtained by dip coating." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2017. https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/182820.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2017.
Made available in DSpace on 2018-01-23T03:20:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349632.pdf: 3335885 bytes, checksum: 7f0257fdbe334e299c25558c041ab64c (MD5) Previous issue date: 2017
O presente estudo visa apresentar uma rota para obtenção de porosidade superficial em substratos de zircônia, utilizando um processo de deposição de camadas para a produção de sistemas com porosidade controlada a serem aplicados, principalmente, em próteses de zircônia. O objetivo do desenvolvimento foi mimetizar estruturas naturais, como ossos e dentes, ambos com gradientes estruturais para desempenhar diferentes papéis: estimular o crescimento de novo tecido ósseo e a osteointegração, ou atuar como interface entre componentes dissimilares. Desta forma, o objetivo principal deste estudo foi produzir um gradiente de porosidade na superfície de substratos de zircônia, através da deposição consecutiva de camadas com tamanhos de poros diferentes - obtido pelo empacotamento de partículas esféricas de diferentes tamanhos; a produção de camadas homogêneas (somente um tamanho de partículas/poros) foi necessária a fim de se otimizar cada parcela precursora do gradiente. As deposições foram feitas por dip coating, utilizando suspensões cerâmicas de grânulos esféricos de zircônia (Z40, Z70 e Z100 ? nomeados após análise de tamanho médio de partícula, em µm) para formar diferentes porosidades. Os primeiros ensaios testaram três condições do pó Z40: não tratado, pré-sinterizado (1150ºC) e sinterizado (1500ºC); e posteriormente, a adição de partículas finas (F) ao sistema, a fim de interferir na coesão entre partículas maiores. A segunda parte dos testes considerou as outras duas camadas (Z70 e Z100), com sua relação de F otimizada, e a deposição consecutiva das três camadas para alcançar o gradiente de porosidade. A porosidade desejada foi obtida com o pó precursor pré-sinterizado, que garantiu o formato esférico das partículas durante todo o processo; a presença de F produziu pontes de ligação entre partículas grossas, aumentando a coesão das camadas, influenciando diretamente em sua resistência mecânica. O tratamento térmico entre imersões (em camadas com deposições sequenciais) foi necessário para prevenir a perda de material depositado para o meio aquoso. A presença das camadas aumentou a resistência à flexão dos substratos puros de zircônia; suas espessuras (ou o número de imersões), porém, não foram relevantes na melhoria da resistência. O gradiente de porosidade mostrou-se viável de ser produzido, com potencial para ser aplicado em próteses de zircônia, tanto para modificação superficial como para impregnação com componentes medicamentosos.
Abstract : The present study was conducted to present a route to obtain surface porosity on zirconia substrates, using a layer-by-layer deposition process for the production of controlled porosity systems, to be primarily applied on zirconia prostheses. The goal of the development was to mimic natural structures, such as bones and teeth, both presenting structural gradients to perform different roles: stimulate growth of new bone tissue and/or osteointegration, or act as interface between dissimilar components. Thus, the main objective of this study was to produce a gradient of porosity on the surface of zirconia substrates through consecutive deposition of layers with different pore sizes ? obtained by the packing of spherical particles of different sizes; production of homogeneous layers (only one particle/pore size) was needed in order to optimize each precursor portion of the gradient. The depositions were made by dip coating, using ceramic suspensions of zirconia spherical granules (Z40, Z70 and Z100 ? named after particle size, d50, in µm) to form different porosities. First tests were made with Z40 powder under three conditions: untreated, pre-sintered (1150°C) and sintered (1500°C); followed by addition of fine particles (F) to the system to investigate improvement of cohesion among large particles. The second part of the tests considered the other two layers (Z70 and Z100), with optimized F content, and the consecutive deposition of all layers to reach the porosity gradient. The desired porosity was obtained with the pre-sintered precursor powder, which ensured the spherical shape of the particles throughout the whole process; the presence of F guaranteed cohesion between coarse particles, enhancing mechanical properties of the layers. Heat treatment between immersions (on sequential deposited layers) was necessary to prevent loss of deposited material into the aqueous medium. The presence of layers increased flexural strength of pure zirconia substrates; however, its thicknesses (or number of immersions) were not relevant on the resistance improvement. The porosity gradient was feasible to be produced, with potential to be applied in zirconia prostheses, both for surface modifications and/or impregnation of medical components.

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Santos, Pãmyla Layene dos 1990. "Obtenção fotoquímica de nanocompósito baseado em azul da Prússia e óxido de grafeno reduzido." [s.n.], 2015. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/250675.

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Abstract:

Orientador: Juliano Alves Bonacin
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química
Made available in DSpace on 2018-08-27T15:22:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_PamylaLayenedos_M.pdf: 4212017 bytes, checksum: 32d8be4cbad15f721c18e5490e98cb35 (MD5) Previous issue date: 2015
Resumo: O azul da Prússia (AP) é um dos mais antigos compostos de coordenação e pode ser utilizado na modificação de sensores eletroquímicos para a detecção de H2O2, o AP pode catalisar a redução do peróxido e por isso é conhecido como "artificial peroxidase". Entretanto, filmes de AP não apresentam boa estabilidade eletroquímica e alternativas como a obtenção de nanocompósito baseados em AP e grafeno podem ser utilizadas para contornar o problema. O grafeno é um material com alta condutividade, flexibilidade e resistência à tração, pode ser obtido pelo método de Hummers que consiste na redução do óxido de grafeno e neste caso é chamado de óxido de grafeno reduzido. Assim, o objetivo deste trabalho é a obtenção fotoquímica de um nanocompósito baseado em azul da Prússia (AP) e óxido de grafeno reduzido (rGO) que permite uma combinação das propriedades eletrocatalíticas do AP e condutoras do rGO para a aplicação em sensores eletroquímicos. Além disso, espera-se uma maior estabilidade eletroquímica deste material. Os materiais óxido de grafeno reduzido e azul da Prússia foram obtidos separadamente pelos métodos químicos e fotoquímicos com a utilização de LEDs. Os resultados mostraram vantagens do método fotoquímico como o controle da morfologia e do tamanho dos cristais de azul da Prússia. O grau de redução dos materiais baseados em grafeno foi controlado com o tempo de irradiação no LED e isso foi refletido em suas propriedades eletroquímicas, com uma resposta linear da corrente de pico em função do grau de redução. O nanocompósito foi obtido pelo método fotoquímico in situ, e isso foi comprovado pelas técnicas DRX, espectroscopias Raman e UV-Vis. As micrografias obtidas por FEG-SEM mostraram a presença de cubos de AP sobre toda a superfície do óxido de grafeno reduzido. Espera-se que a interação entre o AP e rGO permita uma maior estabilidade eletroquímica do material que será testado no sensoriamento de H2O2
Abstract: Prussian blue is one of the oldest coordination compounds and can be used on the modification of electrochemical sensors for the detection of H2O2, PB can catalyze the reduction of hydrogen peroxide and, for that, it is known as "artificial peroxidase". However, PB films do not show good electrochemical stability and alternatives such as the obtention of nanocomposites based on PB and graphene can be used to work around this problem. Graphene is a material with high conductivity, flexibility and tensile strength. Graphene can be obtained by Hummers method, which consists of reducing graphene oxide, in which case it is called a reduced graphene oxide. The goal of this work is photochemically obtaining a nanocomposite based on Prussian blue (PB) and reduced graphene oxide (rGO) that allows a combination of the electrocatalytical properties of PB and high conductivity of rGO for use in electrochemical sensors. In addition, we expect a higher electrochemical stability of this material. Reduced graphene oxide and Prussian blue were obtained separately by chemical and photochemical methods using LED. The results show the advantages of photochemical method to control the morphology and size of Prussian blue crystals. The reduction extent of graphene-based material was controlled by the irradiation time of the LED and this was reflected in its electrochemical properties, with a linear response of the peak current depending on the reduction extent. The nanocomposite was obtained by in situ photochemical method, and this was confirmed by XRD techniques, Raman and UV-Vis. The micrographs obtained by FEG-SEM showed the presence of PB cubes on the entire surface of the reduced graphene oxide. It is expected that the interaction between the PB and rGO allowing greater electrochemical stability of the material to be tested in H2O2 sensing
Mestrado
Quimica Inorganica
Mestra em Química

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Leite, Rubim Rafael. "Graphene oxide sheets confined within anisotropic fluid matrices." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0209/document.

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Abstract:

Dès sa découverte, le graphène oxydé (GO), le plus accessible des précurseurs du graphène, a été largement utilisé pour des applications en science et technologie. La motivation de ce travail est d'étudier, d'un point de vue fondamental, le couplage entre des bicouches amphiphiles auto-associées (lesquelles peuvent être vues comme une matrice anisotrope formée d'objets bidimensionnels) et un objet lui-même bidimensionnel, en l'occurrence le feuillet de graphène oxydé, quand ils sont dispersés dans un solvant commun. La compétition entre les élasticités intrinsèques des bicouches et des feuillets de GO, ainsi que les interactions directes bicouche-bicouche, bicouche-GO et GO-GO, permet d'envisager un riche polymorphisme en fonction de la composition du système. Après avoir développé une procédure destinée à contrôler, dans une gamme étendue de teneur en GO, le système binaire GO-eau, le domaine confiné des dispersions aqueuses de GO a été exploré et, par la suite, le diagramme de phases ternaire a été construit. Les systèmes obtenus ont été caractérisés par des techniques comme la microscopie optique et la diffusion du rayonnement (diffusion dynamique de la lumière et diffusion des rayons-X aux petits angles). Les propriétés élastiques et thermodynamiques ont été décrites par l'application de modèles initialement conçus pour les phases lamellaires à deux constituants et adaptés dans le cadre de cette étude
Since the discovery of graphene oxide (GO), the most accessible of the precursors of graphene, this material has been widely studied for applications in science and technology. The motivation of this work is to study with a fundamental perspective the coupling between amphiphilic bilayers, which can be seen as an anisotropic matrix formed of two-dimensional objects, and another two-dimensional object, namely the graphene oxide sheet when they are dispersed in a common solvent. The competition between the intrinsic elasticities of the bilayers and GO sheets, as well as between direct bilayer-bilayer, bilayer-GO and GO-GO interactions allows us to envisage a rich polymorphism, depending on the composition of the system. Following the development of a dedicated procedure for controlling in an extended range of GO content the binary GO-water system, the confined domain of aqueous GO dispersions was first investigated, and the ternary phase diagram then constructed. The obtained systems have been characterised, using techniques such as optical microscopy, light and x-ray scattering. Elastic and thermodynamic properties have been described by applying, and adapting to the scope of this study, models for two-component lamellar stacks
Desde sua descoberta, o grafeno oxidado (GO), o mais acessível dos precursores do grafeno,tem sido amplamente utilizado para aplicações na ciéncia e tecnologia. A motivação destetrabalho é de estudar, de um ponto de vista fundamental, o acoplamento entre bicamadas anfifílicas auto-organizadas (que podem ser vistas como uma matriz anisotrópica formada por objetos bidimensionais) e um objeto ele mesmo bidimensional, neste caso a folha de óxido de grafeno, quando estão dispersados em um solvente comum.A competição entre as elasticidades intrínsecas das bicamas e das folhas de GO, assimcomo as interaçãoes diretas bicamada-bicamada, bicamada-GO e GO-GO, permitem esperar um rico polimorfismo em função da composição do sistema. Seguindo o desenvolvimento de um procedimento destinado ao controle, em um intervalo extendido da quantidade de GO, o sistema binário GO-água, o domínio confinado de dispersões aquosas de GO foi explorado e, em seguida, o diagrama de fases ternário contruído.Os sistemas obtidos foram caracterizados por t_ecnicas como microscopia ótica, espalhamento dinâmico de luz e espalhamento de raios-x à baixos ângulos. As propriedadeselásticas e termodinâmicas foram descritas pela aplicação de modelos inicialmente concebidos para fases lamelares à dois constituintes e adaptados ao escopo deste estudo

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Bonfim, Kely Silveira. "Óxido de grafeno quimicamente modificado com o dendrímero PAMAM G.0 para aplicação eletroanalítica." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2018. http://hdl.handle.net/11449/153336.

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Abstract:

Submitted by KELY SILVEIRA BONFIM null (kely_bonfim@hotmail.com) on 2018-04-03T11:29:36Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Kely S Bonfim REPOSITÓRIO.pdf: 21420988 bytes, checksum: 96c7e94b56ac3b3bb0da89a1467d1409 (MD5)
Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-04-03T13:03:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 bonfim_ks_me_ilha.pdf: 21420988 bytes, checksum: 96c7e94b56ac3b3bb0da89a1467d1409 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-04-03T13:03:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 bonfim_ks_me_ilha.pdf: 21420988 bytes, checksum: 96c7e94b56ac3b3bb0da89a1467d1409 (MD5) Previous issue date: 2018-03-02
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
O óxido de grafeno (OG) pertence a uma nova classe de materiais cristalinos bidimensionais que tem se destacado no campo científico inter e multidisciplinar, devido a propriedades especiais, que possibilitam a sua aplicação em nanomembranas, supercapacitores, biossensores, liberação controlada de fármacos; entre outros. A sua estrutura consiste em uma camada individual de grafeno ornamentada com grupos funcionais oxigenados que permitem que o óxido de grafeno seja modificado quimicamente com diversas moléculas, átomos ou íons metálicos, podendo resultar em um excelente sensor eletroquímico. Em vista disso, o presente trabalho descreve a modificação química do óxido de grafeno com o dendrímero PAMAM G.0 (OGP) e posterior reação com hexacianoferrato (II) e (III) de potássio e nitrato de cério (III) para aplicação eletroanalítica. Os materiais híbridos formados (OGPH(II)Ce e OGPH(III)Ce) foram caracterizados por diferentes técnicas, tais como: Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios-X (XPS), Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X (EDX), Microscopia Eletrônica de varredura (MEV) e Difração de Raios-X (DRX). Como aplicação eletroanalítica, os mesmos foram empregados com sucesso na eletro-oxidação catalítica de Ácido Ascórbico e Dopamina, utilizando para tal finalidade o eletrodo de pasta de grafite e a técnica de voltametria cíclica. O eletrodo de pasta de grafite modificado com OGPH(II)Ce apresentou duas regiões lineares para a eletro-oxidação catalítica do Ácido Ascórbico, sendo que a primeira região apresentou um limite de detecção (LD) de 2,14×10-7 mol L-1 e sensibilidade amperométrica (S) de 43,68 mA/mol L-1; para a segunda região, o LD foi de 2,29×10-6 mol L-1 e a S = 12,73 mA/mol L-1. O mesmo material também apresentou resposta favorável para a Dopamina, com LD = 4,09×10-7 mol L-1 e S = 195,28 mA/mol L-1 para a primeira região; LD = 1,39×10-6 mol L-1 e S = 25,10 mA/mol L-1 para a segunda região. Os resultados obtidos para o segundo material (OGPH(III)Ce) para detecção de Ácido Ascórbico, apresentaram LD = 1,37×10-7 mol L-1 e S = 78,43 mA/mol L-1 para a primeira região, LD = 4,10×10-6 mol L-1 e S = 16,55 mA/mol L-1 para a segunda região; além da detecção de Dopamina com LD = 6,62×10-7 mol L-1 e S = 85,26 mA/mol L-1. Desta forma, os materiais híbridos formados, incluem-se no rol dos materiais obtidos como potenciais candidatos para a construção de sensores eletroquímicos na detecção de Ácido Ascórbico e Dopamina.
Graphene oxide (GO) belongs to a new class of two-dimensional crystalline materials that has excelled in the inter and multidisciplinar scientific field due to special properties that enables its apllication in nanomembranes, supercapacitors, biosensors, drug releaser; among others. Its strutcture consists on an individual layer of ornate graphene with oxygenated functional groups that allow the graphene oxide to be chemically modified with several molecules, atoms or metallic ions, which can result in an excellent electrochemical sensor. Therefore, the present work describes the chemical modification of the graphene oxide with the PAMAM G.0 (GOP) dendrimer and subsequent reaction with potassium hexacyanoferrate (II) and (III) and cerium nitrate (III) for electroanalytical application. The hybrid materials formed (GOPH(II)Ce and GOPH(III)Ce) were characterized by different techniques, such as: X Rays Photoelectron Spectroscopy (XPS), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X- rays Spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD). As an electroanalytical application, the same were successfully used in the catalytic electro-oxidation of Ascorbic Acid and Dopamine, using for this purpose the graphite paste electrode and the cyclic voltammetry technique. The graphite paste electrode modified with GOPH(II)Ce presented two linear regions for the catalytic electro-oxidation of Ascorbic Acid, wherein the first region presented a detection limit (DL) of 2,14×10-7 mol L-1 and amperometric sensitivity (S) of 43,68 mA/mol L-1; for the second region the DL was of 2,29×10-6 mol L-1 and the S = 12,73 mA/mol L-1. The same material also presented a favorable response for Dopamine, with DL= 4,09×10-7 mol L-1 and S = 195,28 mA/mol L-1 for the first region; DL = 1,39×10-6 mol L-1 and S = 25,10 mA/mol L-1 for the second region. The results obtained for the second material (GOPH(III)Ce) for ascorbic acid detection, presented DL= 1,37×10-7 mol L-1 and S = 78,43 mA/mol L-1 for the first region, DL = 4,10×10-6 mol L-1 and S = 16,55 mA/mol L-1 for the second region; besides of Dopamine detection with DL = 6,62×10-7 mol L-1 and S = 85,26 mA/mol L-1. In this way, the hybrid materials formed are included in the list of materials obtained as potential candidates for the construction of electrochemical sensors in the ascorbic acid and dopamine detection.

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Camargo, Maiuí Nagao Lindqquer de 1990. "Influência do grau de redução do óxido de grafeno eletroquimicamente reduzido nas suas propriedades eletroquímicas." [s.n.], 2015. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/248391.

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Abstract:

Orientador: Lauro Tatsuo Kubota
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química
Made available in DSpace on 2018-08-27T13:04:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camargo_MaiuiNagaoLindqquerde_M.pdf: 3614340 bytes, checksum: 6d1263c93417d379a0c3010830acb5e6 (MD5) Previous issue date: 2015
Resumo: Este trabalho visa demonstrar como o grau de redução do óxido de grafeno eletroquimicamente reduzido (ERGO) pode ser modulado dependendo das condições experimentais utilizadas para se fazer a redução eletroquímica, e como ele influencia nas propriedades eletroquímicas do material final. Esta influência pôde ser constatada por medidas eletroquímicas, de espectroscopia Raman e de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS). Através de experimentos eletroquímicos feitos na presença da sonda de ferri/ferrocianeto de potássio, foi possível demonstrar que os eletrodos de ouro modificados com os ERGOs com maiores graus de redução se comportam eletroquimicamente de maneira similar ao não modificado, e portanto, a redução dos grupos oxigenados da superfície do material é importante para que essa similaridade seja atingida. No entanto, essa sonda não permite monitorar o balanço entre grupos oxidados e reduzidos e para fazer isso, foi escolhida uma sonda eletroativa sensível aos grupos oxigenados. Análises feitas na presença de ?-nicotinamida adenina dinucleotídeo (NADH) demonstraram que grupos funcionais oxigenados essenciais para a oxidação dessa espécie estavam diminuindo na superfície do material com o aumento do grau de redução deste. Os espectros de Raman e de XPS também confirmaram essa informação. Além disso, a capacidade adsortiva do ERGO foi testada utilizando o corante Azul de Meldola. Novamente, o grau de redução do ERGO teve papel fundamental, uma vez que interações ?-? ou eletrostáticas podem ser favorecidas entre o ERGO e o corante, dependendo do grau de redução do primeiro, implicando em propriedades distintas dos materiais frente a oxidação de NADH
Abstract: This work aims to demonstrate how the extent of reduction of the electrochemically reduced graphene oxide (ERGO) can be modulated depending on the experimental conditions used for performing the electrochemical reduction, and how it influences on the electrochemical properties of the final material. This influence can be verified by electrochemical, Raman spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurements. By means of electrochemical experiments carried out in the presence of the ferro/ferricyanide probe, it was possible to demonstrate that the gold electrodes modified with the ERGOs with higher extents of reduction behave electrochemically in a similar manner to the non-modified, and therefore, the reduction of the oxygenated groups on the surface of the material is important for this similarity to be reached. However, this probe does not permit the monitoring of the balance between oxidized and reduced groups and to do so, an electroactive probe sensitive to the oxygenated groups was chosen. Analyses done in the presence of ?-nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) enabled the conclusion that the oxygenated functional groups essential for the oxidation of this species decreased on the surface of the material with the increase of the extent of reduction. The Raman and XPS spectra also confirmed this information. Apart from this, the adsorptive capacity of the ERGO was tested using the dye Meldola's Blue. Once again, the extent of reduction of the ERGO had a fundamental role, since ?-? or electrostatic interactions can be favoured to occur between the ERGO and the dye, depending on the extent of reduction of the former, leading to distinct properties of the materials regarding NADH oxidation
Mestrado
Quimica Analitica
Mestra em Química

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Silva, Marcelo Dutra da. "Estudo de catalisadores nanoestruturados para carboxilação de metano com CO2 para a produção de produtos de alto valor agregado." Universidade de São Paulo, 2017. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-26092017-145937/.

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Abstract:

Nesta dissertação, estuda-se a reação de carboxilação de metano com CO2 para a produção de ácidos e acetatos. Esses dois gases contribuem para a intensificação do efeito estufa, relacionado aos problemas ambientais enfrentados atualmente. Dessa forma, o aproveitamento dessas fontes para a produção de compostos de alto valor agregado é de grande interesse. Para isso, um catalisador com óxido de zinco suportado em grafeno foi sintetizado e caracterizado a partir de diferentes técnicas, com o objetivo de se avaliar as propriedades morfológicas, texturais e estruturais do catalisador, bem como a sua estabilidade térmica e redutibilidade. O desempenho do catalisador foi avaliado na reação de metano com CO2 e O2 em testes de reação superficial com temperatura programada, com a formação de gases como CO, H2 e H2O, e em testes a partir da técnica de Espectroscopia no Infravermelho, com o estudo da interação dos gases metano e CO2 com o catalisador, assim como dos mecanismos que levam à formação dos gases observados e das evidências que indicam o processo de formação de ácido ou acetatos na superfície do catalisador.
The present study is dedicated to the carboxilation reaction of methane with CO2 for acid and acetates production. These two gases contribute to the intensification of the greenhouse effect, related to the environmental problems currently faced. Thus, the use of these sources for the production of compounds with high added value is of large interest. In this study, a zinc oxide catalyst supported on graphene was synthesized and characterized using different techniques, with the objective of evaluating the morphological, textural and structural properties of the catalyst, as well as its thermal stability and reducibility. The catalyst performance was evaluated in the reaction of methane with CO2 and O2 in tests of the surface reaction at programmed temperature, with the formation of gases such as CO, H2 and H2O, and in tests using Infrared Spectroscopy technique, for the study of the interaction of methane and CO2 with the catalyst, as well as for studying the mechanisms that lead to the formation of the gases observed, and the evidence that indicates the process of formation of acids or acetates on the catalyst surface.

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Silva, Delne Domingos da. "Produção de grafeno a partir do óxido de grafite e sua aplicação em nanocompósitos de matriz epoxídica." Universidade do Estado de Santa Catarina, 2011. http://tede.udesc.br/handle/handle/1598.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Parte 1.pdf: 442291 bytes, checksum: f948228d7caa220f7398d3b07a84b8cc (MD5) Previous issue date: 2011-10-28
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Graphite is the cheapest and the most abundant source to obtain graphene. For a large scale production of graphene and its application in nanocomposites, reduction of graphite oxide (GO) method has been currently used. The graphite oxidation causes an introduction of functional groups which leads to an increase in graphite interlayer distance, producing GO. The GO can be reduced either by chemical or thermal methods. Several polymer matrices have been utilized to produce graphene nanocomposites, one of them is the epoxy resin. One of the challenges to produce polymer nanocomposites is the total dispersion of the nanofillers into the matrix and a strong matrix/nanofillers interfacial adhesion to obtain enhanced final properties. The aim of this work was the production of reinforcements for application in epoxy matrix nanocomposites. From natural graphite, some reinforcements were produced, such as sonicated graphite (SG), exfoliated graphite by supercritical fluid of carbon dioxide (GE-scCO2), GO, expanded GO (EGO) and chemical reduced GO (RGO). Among these, only the SG, GO and EGO were utilized in nanocomposites production at concentrations of 0.025, 0.05, 0.075 e 0.1 wt% in epoxy resin based on diglycidyl ether of bisphenol-A (DGBEA). The results showed the graphite oxidation method was efficient to produce GO and both, chemical and thermal reduction methods, increases the thermal stability of the material, indicating high reduction level which was also verified by X-ray diffraction. The graphite exfoliation by scCO2 demonstrated to be a promising method for graphene production, although it had a low production rate. The results did not show significant changes in thermal stability and electrical conductivity of the nanocomposites, indicating an absence of a threshold percolation with the amounts of reinforcements studied. The most promising system to enhance mechanical properties of epoxy resin nanocomposites is that one with EGO, since it showed a tenacity increase and an improvement of ~70% in tensile strength, although the Young s modulus decreased. The results showed the reinforcements produced from the natural graphite have a great potential to be applied in structural nanocomposites, however to get more significant results on the properties evaluated, higher amounts of reinforcements and different dispersion methods should be studied further.
O grafite é a fonte mais abundante e de baixo custo para obtenção de grafeno. Para uma produção em larga escala de grafeno e sua aplicação em nanocompósitos, o método de redução do óxido de grafite (OG) tem sido o mais utilizado. Com a oxidação do grafite, grupos funcionais, são introduzidos na sua estrutura e causam o afastamento dos planos cristalinos do grafite, produzindo o OG. Sua redução pode ser realizada tanto por métodos químicos quanto térmicos. Várias matrizes poliméricas estão sendo utilizadas na produção de nanocompósitos com grafeno, dentre elas a resina epoxídica. Um dos desafios é proporcionar a dispersão total do nanoreforço na matriz e promover uma forte adesão interfacial matriz/nanoreforço para se obter melhores propriedades finais. Sendo assim, o objetivo desse trabalho foi produzir reforços a partir do grafite natural para aplicação em nanocompósitos poliméricos de matriz epoxídica. A partir do grafite natural, foram produzidos alguns reforços, como o grafite sonificado (GS), grafite esfoliado por fluido supercrítico de CO2 (GE-scCO2), OG, OG expandido (OGE) e OG reduzido quimicamente (OGR). Dentre estes, apenas o GS, OG e OGE foram utilizados na produção dos nanocompósitos, utilizando as concentrações de 0,025, 0,05, 0,075 e 0,1% m/m do reforço em matriz de resina epoxídica à base de éter diglicidílico do bisfenol A (DGEBA). Os resultados indicaram que o método de oxidação do grafite foi eficaz na produção de OG e que tanto a redução química quanto a térmica aumentou a estabilidade térmica do material, evidenciando alto grau de redução, comprovado também por difratografia de raios-X. A esfoliação do grafite por scCO2 se mostrou um método promissor na obtenção de grafeno, embora os resultados obtidos indicaram baixo rendimento de produção. Não foram observadas alterações significativas na estabilidade térmica e na condutividade térmica dos nanocompósitos, indicando que não se formaram redes de percolação nas concentrações estudadas. Os sistemas contendo OGE mostraram ser os mais promissores na melhoria das propriedades mecânicas, pois apresentou maior tenacidade e um incremento de até ~70% na resistência à tração, embora o módulo de Young tenha sido reduzido. Com base nestes dados, pode-se dizer que os reforços produzidos a partir do grafite natural possuem grande potencial para aplicação em nanocompósitos estruturais, porém para se obter resultados mais significativos a respeito das propriedades avaliadas, maiores concentrações de reforço e diferentes técnicas de dispersão devem ser estudadas.

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Gascho, Julia Lopes da Silva. "Síntese e caracterização de filme de óxido de grafeno/poli(3-hexiltiofeno) para aplicação como condutor transparente." Universidade do Estado de Santa Catarina, 2015. http://tede.udesc.br/handle/handle/1686.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JULIA GASCHO.pdf: 2752130 bytes, checksum: ac987e92d5bc395ba52a7917285e8cf8 (MD5) Previous issue date: 2015-07-28
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Materiais condutores transparentes, ou CTs, são aqueles que apresentam as propriedades de elevada condutividade elétrica e transparência. Na fabricação de diversos dispositivos eletrônicos, tais como células solares, monitores de cristal líquido e telas sensíveis ao toque, esses materiais são componentes críticos, devido a não existirem muitos materiais condutores e transparentes. O óxido de índio e estanho (ITO) é o material mais utilizado como CT, devido à sua elevada condutividade elétrica e transparência. Porém, a utilização deste possui algumas desvantagens, como custo elevado e fragilidade. Devido a isto, novos materiais estão sendo estudados para a sua substituição, tais como grafeno e polímeros conjugados. Sistemas grafeno/polímero conjugado exibem, normalmente, elevada condutividade elétrica, estabilidade química e são capazes de armazenar energia. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo produzir filmes de óxido de grafeno (OG) e óxido de grafeno reduzido (OGR), verificando a eficiência dos métodos de oxidação e redução utilizados. Também foram estudados filmes de OG e OGR com poli(3-hexiltiofeno) (P3HT), verificando as alterações nas propriedades destes após a deposição do polímero sobre os mesmos, com vistas a uma possível utilização desses sistemas como condutores transparentes. O OG foi produzido a partir da grafite pelo método de Hummers modificado e, posteriormente reduzido quimicamente, com NaBH4, ou termicamente, em forno tubular. Os filmes poliméricos foram preparados por casting a partir de uma solução de P(3HT) em clorofórmio, depositada sobre os filmes de OG. As caracterizações por ângulo de contato, FTIR, DRX, e espectroscopia de impedância comprovaram a eficiência na oxidação da grafite. Os filmes de OG produzidos se apresentaram translúcidos e semicondutores, com condutividade da ordem de 10-6 a 10-4 S/m. Foram obtidos filmes finos com uma superfície lisa e praticamente sem defeitos. Os filmes de OG apresentaram ângulo de contato com a água de 31,5 e 38,9° e tensão superficial de 63,6 e 59,2 mJ/m², o que indica a hidrofilicidade dos mesmos. Observou-se uma redução parcial do OG, tanto na redução química quanto térmica, com filmes menos translúcidos e mais condutores do que os filmes de OG (condutividade próximas à 10-3 e 10-1 S/m, respectivamente). Foram obtidos filmes de OG reduzido quimicamente finos, lisos e praticamente sem defeitos, porém, os filmes de OG reduzidos termicamente se mostraram irregulares e mais espessos. Através da redução química foram obtidos filmes hidrofóbicos, com ângulo de contato com a água acima de 90° e tensão superficial de 30,1 mJ/m². Enquanto a redução térmica produziu filmes com ângulo de contato com a água um pouco abaixo de 90° e tensões superficiais de 31,2 e 32,1 mJ/m², bem menos hidrofílicos do que os filmes de OG. A adição do filme polimérico sobre os filmes de OG não alterou significativamente as propriedades de condutividade elétrica e diminuiu minimamente a transparência destes.

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Dissertations / Theses on the topic 'Grafen oxid'

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