Síntese, caracterização e possíveis aplicações de compósitos de a-MoO3 em matrizes poliméricas de polianilina e polipirrol

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Santa Maria, Arthur Leonhardt
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Óxido metálico
Polímeros condutores
COMPÓSITOS
FOTOCATÁLISE
Voltametria Cíclica
Capacitância específica
Link de acesso: https://biblioteca.sophia.com.br/terminalri/9566/acervo/detalhe/155154
Resumo: (Mestrado em Química) - Programa de Pós Graduação em Química, Universidade Estadual do Centro-Oeste
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spelling Síntese, caracterização e possíveis aplicações de compósitos de a-MoO3 em matrizes poliméricas de polianilina e polipirrolÓxido metálicoPolímeros condutoresCOMPÓSITOSFOTOCATÁLISEVoltametria CíclicaCapacitância específica(Mestrado em Química) - Programa de Pós Graduação em Química, Universidade Estadual do Centro-OesteO foco deste trabalho foi obter compósitos de Polianilina (Pani) e Polipirrol (Ppy) modificados com a-MoO3, caracterizar e estudar possíveis campos de aplicação desses materiais na fotocatálise de degradação e a sua capacitância. O óxido foi sintetizado via refluxo em meio ácido, eliminando assim a etapa de calcinação necessária nas usuais rotas de obtenção. Foram obtidos 3 compósitos do óxido com matriz de Pani, variando o tempo de polimerização e 3 compósitos com matriz de PPy, variando a concentração de óxido. Os materiais foram caracterizados via MEV, FTIR, EDS, DRX e potencial zeta. Para o óxido, o MEV mostra uma estrutura lamelar na ordem de nanômetros de largura, o FTIR apresenta as bandas características da fase a, bem como o DRX, o EDS mostra apenas a presença do óxido de Molibdênio sem a presença de contaminantes e o potencial zeta apresenta carga superficial negativa. Para a Pani, o MEV e o DRX indicam uma excelente assimilação da carga no polímero após 24 horas de polimerização, uma boa assimilação com pouca carga na superfície após 5 horas e uma grande quantidade de carga na superfície após 40 minutos de polimerização. O FTIR apresenta as bandas características da Pani sem grande alteração na região das bandas causada pelo óxido. O EDS mostra a presença do carbono e nitrogênio da estrutura da Pani, o cloro que funciona como contra-íon e o oxigênio e o enxofre provenientes do processo de polimerização. O potencial zeta da Pani é positivo. Para o PPy, o MEV e o DRX demonstram que a estrutura do polímero possui muitos vazios no interior da rede e que é nesses vazios que o óxido entra, não sendo completamente interiorizado pelo polímero. O FTIR apresenta as bandas características do PPy, sem grande alteração por causa do óxido, e o EDS apresenta apenas o carbono e o nitrogênio da estrutura, bem como o cloro, o enxofre e o oxigênio do processo de polimerização. Na fotocatálise de degradação, o óxido não apresentou qualquer degradação do corante alaranjado de metila (MO), a Pani apenas adsorveu o MO, sendo então calculado o limite de adsorção de 167,55 mg/g de polianilina e taxa de adsorção calculada de 0,84mg por grama de polianilina. Os compósitos de Pani não adsorveram o corante, mas o degradaram por meio da catálise, sendo o pior resultado o compósito com mais óxido na superfície. Na fotocatálise do azul de metileno (MB) os compósitos bem como o polímero não reagiram, enquanto o óxido o degradou por fotocatálise. Nos estudos eletroquímicos a presença de óxido nos compósitos promoveu uma melhora na resposta de corrente do eletrodo, tendo o compósito apresentado os melhores resultados de intensidade de picos catódico e anódico, bem como a maior capacitância calculada, tanto para a Pani quanto para o PPy.The focus of this work was to obtain composites of Polyaniline (Pani) and Polypyrrole (Ppy) modified with a-MoO3, characterize and study possible fields of application of these materials in degradation photocatalysis and their capacitance. The oxide was synthesized via reflux in an acidic envirorment, thus eliminating the calcination step required in the usual obtaining routes. 3 oxide composites with Pani matrix were obtained, varying the polymerization time and 3 composites with PPy matrix, varying the oxide concentration. The materials were characterized via SEM, FTIR, EDS, XRD and zeta potential. For the oxide, the SEM shows a lamellar structure in the order of nanometers wide, the FTIR shows the characteristic bands of the a phase, as well as the XRD, the EDS shows only the presence of Molybdenum oxide without the presence of contaminants and the potential zeta has a negative surface charge. For Pani, the SEM and XRD indicate an excellent assimilation of the charge in the polymer after 24 hours of polymerization, a good assimilation with little charge on the surface after 5 hours and a large amount of charge on the surface after 40 minutes of polymerization. The FTIR presents the characteristic bands of Pani without major changes in the band region caused by the oxide. The EDS shows the presence of carbon and nitrogen in the Pani structure, chlorine that functions as a counter-ion and oxygen and sulfur from the polymerization process. Pani's zeta potential is positive. For PPy, SEM and XRD demonstrate that the polymer structure has many voids within the network and that it is in these voids that the oxide enters, not being completely internalized by the polymer. The FTIR shows the characteristic bands of PPy, without major changes due to the oxide, and the EDS shows only the carbon and nitrogen of the structure, as well as chlorine, sulfur and oxygen from the polymerization process. In the degradation photocatalysis, the oxide did not show any degradation of the methyl orange dye (MO), Pani only adsorbed the MO, and the adsorption limit was then calculated at 167.55 mg/g of polyaniline and adsorption rate calculated at 0 .84mg per gram of polyaniline. Pani's composites did not adsorb the dye, but degraded it through catalysis, with the worst result being the composite with the most oxide on the surface. In the photocatalysis of methylene blue (MB), the composites and the polymer did not react, while the oxide degraded it by photocatalysis. In electrochemical studies, the presence of oxide in the composites promoted an improvement in the electrode current response, with the composite presenting the best results in cathodic and anodic peak intensity, as well as the highest calculated capacitance, both for Pani and PPy.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESAcesso AbertoSubmitted by Fabiano Jucá (fjuca@unicentro.br) on 2024-06-21T18:53:23Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_ Arthur Leonhardt Santa Maria.pdf: 5397588 bytes, checksum: a2d55d9c28025b823a1934f58d7c86d0 (MD5) Made available in DSpace on 2024-06-21T18:53:23Z (GMT). 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