Publicação:
Obtenção de α-Fe2O3 e α-Fe2O3/MWCNTs nanoestruturados e avaliação das suas propriedades eletroquímicas

dc.contributor.advisor1Lima, Renata Cristina de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5894529481339325pt_BR
dc.contributor.referee1Nossol, Edson
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9330436454964901pt_BR
dc.contributor.referee2Marinho, Juliane Zacour
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0507199816412287pt_BR
dc.creatorSilva, Bruna Gabrielle Conceição
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4214567598474303pt_BR
dc.date.accessioned2019-08-02T16:22:29Z
dc.date.available2019-08-02T16:22:29Z
dc.date.issued2019-07-01
dc.description.abstractIn the present work, nanostructures of the iron oxide (α-Fe2O3) were synthesized by the microwave hydrothermal method, varying the synthesis conditions such as the pH of the precursor solution and the time of synthesis. The samples were structurally characterized by X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy from which it was possible to evaluate the influence of the experimental parameters on the long and short range structural order of the synthesized samples. The XRD results showed the formation of the rhombohedral structure for α-Fe2O3 samples. The Raman active vibrational modes that characterize the α-Fe2O3 phase were observed for all the samples. UV-vis spectra showed the absorption bands expected for the iron oxide and allowed the obtention of band gap values for the samples. Scanning electron microscopy (SEM) images showed that the size and morphology of the formed particles are influenced by the time of synthesis and pH value of the solution. Nanocomposite films between α-Fe2O3 and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) as well as pure films of these materials were prepared by the interfacial method. The α-Fe2O3/MWCNTs sample showed the characteristic diffraction peaks of hematite and MWCNTs. By the Raman spectroscopy technique it was possible to observe the vibrational modes of α-Fe2O3 and the MWNCNTs characteristic bands in the nanocomposite film. SEM images confirm the interaction between MWCNTs and α-Fe2O3 nanoparticles. The electrochemical performance of α-Fe2O3/MWCNTs film was evaluated for supercapacitors application. Cyclic voltammetry and galvanostatic charge and discharge results showed a superior performance of the nanocomposite film compared to pure α-Fe2O3 and MWCNTs films suggesting a synergistic contribution between the materials. The nanocomposite film exhibited a high specific capacitance of 110.34 F g-1 at current density of 0.75 A g-1 and retention capacity of 86% after 500 cycles and also showed a correlation between energy density and power density within the range established for supercapacitor devices.pt_BR
dc.description.degreenameTrabalho de Conclusão de Curso (Graduação)pt_BR
dc.description.resumoNo presente trabalho foram sintetizadas nanoestruturas de óxido de ferro (α-Fe2O3) pelo método hidrotérmico de micro-ondas variando-se as condições de síntese como o pH da solução precursora e o tempo de síntese. As amostras foram caracterizadas estruturalmente pelas técnicas de difração de raios X (DRX) e espectroscopia Raman a partir das quais foi possível avaliar a influência dos parâmetros experimentais sob o ordenamento estrutural a longo e curto alcances das amostras sintetizadas. Os resultados de DRX mostraram a formação da estrutura romboédrica para as amostras de α-Fe2O3. Os modos vibracionais ativos no Raman que caracterizam a fase α-Fe2O3 foram observados para todas as amostras. Os espectros na região do UV-vis apresentaram as bandas de absorção esperadas para o óxido de ferro, e a partir dos mesmos foi possível calcular os valores de band gap das amostras. As imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) evidenciaram que o tamanho e a morfologia das partículas formadas são influenciadas pelo tempo de síntese e valor de pH da solução. Filmes nanocompósitos de α-Fe2O3 e nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs), bem como filmes puros desses materiais foram preparados pelo método interfacial. A amostra de α-Fe2O3/MWCNTs apresentou os picos de difração característicos da hematita e dos MWCNTs. Pela técnica de espectroscopia Raman foi possível observar os modos vibracionais do α-Fe2O3 e as bandas características dos MWNCNTs no filme nanocompósito. Imagens de MEV confirmam a interação entre os MWCNTs e as nanopartículas de α-Fe2O3. O desempenho eletroquímico do filme nanocompósito de α-Fe2O3/MWCNTs foi avaliado para aplicação em supercapacitores. Os resultados de voltametria cíclica e testes galvanostáticos de carga e descarga evidenciaram um desempenho superior do filme nanocompósito em comparação aos filmes de α-Fe2O3 e MWCNTs puros sugerindo uma contribuição sinérgica entre os materiais. O filme nanocompósito exibiu uma elevada capacitância específica de 110,34 F g-1 na densidade de corrente de 0,75 A g-1 e capacidade de retenção de 86% após 500 ciclos, e apresentou também uma correlação entre densidade de energia e densidade de potência dentro da faixa estabelecida para dispositivos supercapacitores.pt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Geraispt_BR
dc.identifier.citationSILVA, Bruna Gabrielle Conceição. Obtenção de α-Fe2O3 e α-Fe2O3/MWCNTs nanoestruturados e avaliação das suas propriedades eletroquímicas. 2019. 79 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química Industrial) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/26464
dc.languageporpt_BR
dc.orcid.putcode60166739
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.courseQuímica Industrialpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.sizeorduration79pt_BR
dc.subjectÓxido de ferropt_BR
dc.subjectIron oxidept_BR
dc.subjectNnanopartículaspt_BR
dc.subjectNanoparticlespt_BR
dc.subjectHidrotérmico de micro-ondaspt_BR
dc.subjectMicrowave hydrothermalpt_BR
dc.subjectFilmes nanocompósitospt_BR
dc.subjectNanocomposite filmspt_BR
dc.subjectNnanotubos de carbonopt_BR
dc.subjectCarbon nanotubespt_BR
dc.subjectSupercapacitorespt_BR
dc.subjectSupercapacitorspt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApt_BR
dc.titleObtenção de α-Fe2O3 e α-Fe2O3/MWCNTs nanoestruturados e avaliação das suas propriedades eletroquímicaspt_BR
dc.title.alternativeObtaining nanostructured α-Fe2O3 and α-Fe2O3/MWCNTs and evaluation of their electrochemical propertiespt_BR
dc.typeTrabalho de Conclusão de Cursopt_BR
dspace.entity.typePublication

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