Publicação: Síntese eletroquímica de compósito do tipo óxido de grafeno reduzido e hexacianoferrato de lantânio visando a aplicação em supercapacitores.
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
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Resumo
Neste trabalho foi sintetizado, em uma única etapa, um filme fino de um nanocompósito do tipo
óxido de grafeno reduzido com hexacianoferrato de lantânio (OGr/LaHCF) sobre um eletrodo
de carbono vítreo (CV) e, posteriormente, foi realizada a avaliação quanto ao seu desempenho
como material catódico em dispositivos de armazenamento de energia do tipo supercapacitor.
A síntese do compósito foi realizada a partir da eletrorredução de uma dispersão aquosa de
óxido de grafeno (OG) 1,0 mg mL-1
, contendo 2,0 mmol L-1
de ferricianeto de potássio
K3[(Fe(CN)6] e 2,0 mmol L-1
de nitrato de lantânio hexahidratado La(NO3)3.6H2O, utilizando
0,1 mol L-1
de cloreto de potássio (KCl) como eletrólito de suporte. O filme foi caracterizado
através de técnicas eletroquímicas como voltametria cíclica, e verificou-se que no valor de pH
= 2, apresentou o maior acúmulo de carga e um perfil pseudocapacitivo do material. A
microscopia eletrônica de varredura mostra a existência do filme de OGr/LaHCF, onde foi
possivel identificar as partículas de LaHCF recobertas pelas folhas de OGr. A espectroscopia
de raios X por dispersão de energia confirmou a presença de todos os elementos esperados na
formação do nanocompósito. Na espectroscopia Raman observou-se as bandas D e G referentes
aos materiais carbonáceos, bem como a presença do modo vibracional associado a ligação tripla
do grupo ciano. A espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier
apresentou resultados que corroboram com os observados na espectroscopia Raman. A
avaliação da capacitância específica foi realizada com sucesso, obtendo-se valores de 81 e 62
F g-1
sob densidades de corrente de 0,5 e 1,0 A g-1
, respectivamente. Além disso, os testes de
carga e descarga apresentaram uma eficiência coulômbica de 93,37%, demonstrando que o
nanocompósito tem uma boa propensão para ser utilizado em supercapacitores.
Abstract
Reduced graphene oxide and lanthanum hexacyanoferrate (rGO/LaHCF) nanocomposite thin
film was synthesized in a single step on a glassy carbon electrode (GCE), and subsequently, its
performance as a cathodic material in energy storage devices, such as supercapacitors, was
evaluated. The synthesis was carried out through the electroreduction of an aqueous dispersion
of graphene oxide (GO) at 1.0 mg mL⁻¹, containing 2.0 mmol L⁻¹ potassium ferricyanide
K₃[Fe(CN)₆] and 2.0 mmol L⁻¹ lanthanum nitrate hexahydrate La(NO₃)₃.6H₂O, using 0.1 mol
L⁻¹ potassium chloride (KCl) as the supporting electrolyte. The film was characterized by
electrochemical techniques such as cyclic voltammetry, where it was observed that at pH= 2,
the material exhibited the highest charge accumulation and a pseudocapacitive profile.
Scanning electron microscopy revealed the presence of the rGO/LaHCF film, where LaHCF
particles coated with rGO sheets could be identified. Energy-dispersive X-ray spectroscopy
confirmed the presence of all expected elements in the formation of the nanocomposite. Raman
spectroscopy showed the typical D and G bands of carbonaceous materials, as well as the signal
corresponding to the vibrational mode associated with the triple bond of the cyanide group.
Fourier transform infrared spectroscopy results corroborated those observed in Raman
spectroscopy. The specific capacitance was successfully evaluated, yielding values of 81 and
62 F g⁻¹ under current densities of 0.5 and 1.0 A g⁻¹, respectively. Additionally, the chargedischarge tests presented a coulombic efficiency of 93.37%, demonstrating that the
nanocomposite has good potential for use in supercapacitors.
Palavras-chave
supercapacitores; hexacianoferrato de lantânio; óxido de grafeno reduzido., Supercapacitors; lanthanum hexacyanoferrate; reduced graphene oxide
Citação
ALVES, Rodrigo Martins. síntese eletroquímica de compósito do tipo óxido de grafeno reduzido e hexacianoferrato de lantânio visando a aplicação em supercapacitores. 2024. 52 f.Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química ) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024