Síntese e caracterização de grafeno produzido a partir da serragem de madeira

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Severo, Lisiane da Silva
• Orientador(a): Armas, Luis Enrique Gomez
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Pampa
• Programa de Pós-Graduação: Mestrado Acadêmico em Engenharia
• Departamento: Campus Alegrete
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Engenharia; Madeira – Serragem; Grafeno; Espectroscopia Raman; Engineering; Wood - Sawdust; Graphene; Raman spectroscopy
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/5171

O grafeno tem recebido uma atenção especial na pesquisa de diversas áreas do conhecimento, desde seu descobrimento no ano 2004, por causa de suas propriedades peculiares não apresentadas em outros materiais. Particularmente, suas propriedades eletrônicas excepcionais, tais como alta mobilidade de portadores (elétrons ou buracos), efeito Hall quântico semi-inteiro a temperatura ambiente, entre outros. Até agora, os métodos mais usados para a produção de grafeno têm sido a deposição química a vapor (CVD), tratamento térmico de carbeto de sílicio (SiC) e redução do óxido de grafeno. No entanto, ainda há espaço para métodos mais simples, econômicos e de grande escala, como, por exemplo, grafeno produzido a partir de materiais alternativos, tais como cinza de casca de arroz (CCA), cana de açúcar, entre outros. Neste sentido, o objetivo principal deste trabalho é sintetizar e caracterizar grafeno produzido a partir da serragem de madeira (SM). Para esta finalidade, primeiramente a SM foi queimada em diferentes temperaturas (300, 400 e 500ºC) em tempo controlado (40, 60, 120 minutos) para cada temperatura, obtendose a cinza de serragem de madeira (CSM). A seguir, as amostras de CSM foram devidamente caracterizadas usando as seguintes técnicas de caracterização: fluorescência de raios-X (FRX), análise elementar CHN e espectroscopia Raman confocal, com a finalidade de obter informações da quantidade e qualidade de carbono nas diferentes amostras analisadas. A partir dos resultados obtidos, foi verificado que as melhores amostras que apresentaram altos teores de carbono foram queimadas nas temperaturas de 300 e 400ºC com tempo de permanência no forno de 60 minutos. A espectroscopia Raman mostrou a presença das bandas D (~1350 cm-1 ) e G (~1580 cm-1 ), as quais são as bandas características de materiais carbonosos. Posteriormente, a CSM escolhida foi quimicamente ativada com KOH na proporção de 1 (CSM) para 4 (KOH) (1:4). Através da espectroscopia Raman foi verificado que as amostras ativadas quimicamente apresentaram uma banda na região de ~2690 cm-1 , a qual é a banda característica da presença de grafeno. Portanto, resultados deste trabalho mostram a possibilidade de obter grafeno a partir da serragem de madeira de uma forma barata e sustentável, quando comparado com o grafeno comercial.