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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Casca de arroz como precursora de carbono para obtenção de grafeno
metadata.dc.creator: Perez, Diego Marisco
metadata.dc.contributor.advisor1: Armas, Luis Enrique Gomez
metadata.dc.description.resumo: Este trabalho tem por objetivo realizar um estudo da síntese e caracterização da cinza da casca de arroz (CCA) com finalidade a obtenção de uma cinza com alto teor de carbono, para a produção de grafeno ativado com hidróxido de potássio (KOH). Para isso, utilizou-se métodos de queimas distintas em diferentes temperaturas com duração de queimas variadas, onde os produtos foram analisados por fluorescência de raios X (FRX), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia Raman (RAMAN), análise elementar CHN (CHN) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Na síntese da cinza, rimeiramente, realizou-se uma prévia seleção da casca do arroz, que foi lavada com água destilada e, posteriormente, secada por 24 h em estufa a 100 ºC. Após estes procedimentos, a casca de arroz foi submetida a três métodos de queimas distintos: queima em forno mufla (FN), queima em forno tubular a vácuo (FC) e queima em forno tubular com fluxo contínuo de gás nitrogênio (FG), com a finalidade de determinar o comportamento da casca do arroz durante a carbonização em diferentes ambientes. Nos três métodos, todas as amostras foram submetidas a queimas de diferentes temperaturas (400, 500, 600 e 700 °C), sendo que para cada temperatura foram usados diferentes tempos (20, 40, 60 e 120 minutos). Após a caracterização das cinzas da casca de arroz, foi escolhida a amostra do forno tubular a vácuo carbonizada à 500 °C por 60 minutos (FC 500-60) por conter adequada porcentagem de carbono amorfo e apresentar melhor custo/benefício na sua produção, se comparado aos demais métodos. Para a produção do grafeno, 1 g da cinza da amostra escolhida foi ativada com 4g KOH nas temperaturas de 700, 750, 800 e 850 °C durantes 2 horas com o objetivo de determinar a melhor temperatura de ativação. No entanto foi obtido grafeno apenas na temperatura de 850 °C (GFN 850), onde o material apresentou no espectro Raman picos definidos nas bandas D, G e 2D. Isso indica a presença de carbono ordenado, porém com defeitos na estrutura, sendo estimado a obtenção de 4 a 8 camadas de grafeno, onde o nanomaterial apresentou morfologia semelhante a papel corrugado. Estes resultados mostram que é possível gerar grafeno a partir de materiais alternativos e usando tecnologias de baixo custo.
Abstract: This paper aims to study the synthesis and characterization of rice husk ash for the purpose of obtaining a high carbono content ash to produce graphene activated with potassium hydroxide. For that, different methods of burning applied at various temperatures with varied duration were used together with diferente analyzes by X-ray fluorescence (XRF), thermogravimetric analysis (TGA), Raman spectroscopy (RAMAN), CHN elemental analysis (CHN) and scanning electron microscopy (SEM). For the ash synthesis, a preliminary selection was first made on the rice husk, then washed with distilled water, and dried for 24 hours in a oven at 100 ºC. After these procedures, the rice husk was subjected to three different burning methods: muffle oven (FN), vacuum tube furnace (FC) and tubular furnace with continuous flow of nitrogen gas (FG), in order to determine the behavior of the rice husk during carbonization in different environments. For the three methods, all the samples were subjected to different temperatures (400, 500, 600 and 700 ° C), with different times (20, 40, 60 and 120 minutes) for each temperature. After the characterization of the ash, the sample of the tubular vacuum oven carbonized at 500 ° C for 60 minutes (FC 500-60) was chosen as best result because it contains an adequate percentage of amorphous carbon and presents a better cost / benefit of production, if compared to other methods. For the graphene production, 1 g of the selected sample ash was activated with 4 g potassium hydroxide (KOH) at temperatures of 700, 750, 800 and 850 ° C for 2 hours in order to determine the best activation temperature. However, graphene was only obtained at the temperature of 850 ° C (GFN 850), where the material presented defined peaks in the bands D, G and 2D. These band indicate the presence of ordered carbon, but with defects in the structure; the production of graphene was estimate to be 4 to 8 layers of graphene, in which the nanomaterial presented morphology similar to corrugated paper. These results show that it is possible to obtain graphene from alternative materials using low cost technologies.
Keywords: Engenharia
Casca de arroz
Carbono
Grafeno
Microscopia eletrônica de varredura
Engineering
Rice husk
Carbon
Graphene
Scanning electron microscopy
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pampa
metadata.dc.publisher.initials: UNIPAMPA
metadata.dc.publisher.department: Campus Alegrete
metadata.dc.publisher.program: Mestrado Acadêmico em Engenharia
Citation: PEREZ, Diego Marisco. Casca de arroz como precursora de carbono para obtenção de grafeno. Orientador: Luis Enrique Gomez Armas. 2019. 102p. Dissertação (Mestrado em Engenharia) – Universidade Federal do Pampa, Campus Alegrete, Alegrete, 2019.
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
URI: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/4651
Issue Date: 1-Jul-2019
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia

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