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dc.creatorBorges, Pedro Henrique de Souza-
dc.date.accessioned2024-05-31T18:13:53Z-
dc.date.available2024-05-31T18:13:53Z-
dc.date.issued2024-05-10-
dc.identifier.citationBORGES, Pedro Henrique de Souza. Aplicações estratégicas de nanocompósitos multifuncionais de óxido de grafeno reduzido e hexacianoferratos bimetálicos: da construção de sensores eletroquímicos à conversão e armazenamento de energia. 2024. 202 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.323pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/41493-
dc.description.abstractThis thesis addressed the synthesis of nanomaterials based on reduced graphene oxide (rGO) and bimetallic hexacyanoferrates (bMHCF) via electrochemical route. The influence of the varied parameters was statistically analyzed aiming at different applications. The syntheses were performed in two steps by cyclic voltammetry: in the first step, the proportion of metallic precursors was evaluated, and in the second step, the pH of the ferricyanide solution was evaluated to form the hexacyanoferrates. For the first proposed material, a novel nanocomposite of reduced graphene oxide with copper and silver hexacyanoferrate (rGO/AgCuHCF) was prepared and used as an electrochemical sensor for nicotine determination. The method using the material exhibited linear behavior in two regions: 5.0 – 100.0 and 100.0 – 2000.0 μmol L-1, with detection (LOD) and quantification limits (LOQ) of 1.5 and 4.9 μmol L-1, respectively. The sensor also showed repeatability (n = 10) and reproducibility (n = 4) values with relative standard deviations of 1.33% and 7.50%, respectively. Two types of commercial tobacco samples, cigarette and straw, were analyzed, revealing a calculated t-value of 0.26, lower than the critical t-value of 2.78 in the two-tailed analysis, confirming the reliability of the method. Additionally, an rGO/CoNiHCF nanocomposite was prepared, acting as a precursor catalyst for the oxygen evolution reaction (OER). It was found that, in alkaline medium and after 10 hours, rGO/CoNiFeOOH exhibited superior stability (an increase of only 4.23% from the initial potential) compared to one of the materials considered state-ofthe-art by the scientific community for this purpose, RuO2 (an increase of 26.59% from the initial potential). Furthermore, it was observed that the presence of rGO supporting the catalytic agents in CoNiFeOOH is essential to preserve its stability, as its absence leads to an increase of 19.20% in the required initial potential. Finally, a synthesis route for a novel rGO/CoAgHCF nanocomposite was demonstrated for use in supercapacitor components. It exhibited predominant diffusional current showing lower contribution from surface-controlled processes. Charge/discharge tests revealed a specific capacitance of 182.6 F g-1 at a current density of 0.1 A g-1 for rGO/CoAgHCF between 0.4 and 0.9 V. The compounds synthesized in this work proved to be multifunctional materials applied in strategic areas such as sensing, conversion, and energy storage.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/*
dc.subjectnanomateriaispt_BR
dc.subjectgrafenopt_BR
dc.subjectazul da Prússiapt_BR
dc.subjectsensorpt_BR
dc.subjectcatalisadorpt_BR
dc.subjectenergiapt_BR
dc.titleAplicações estratégicas de nanocompósitos multifuncionais de óxido de grafeno reduzido e hexacianoferratos bimetálicos: da construção de sensores eletroquímicos à conversão e armazenamento de energiapt_BR
dc.title.alternativeStrategic applications of multifunctional nanocomposites made of reduced graphene oxide and bimetallic hexacyanoferrates: from the fabrication of electrochemical sensors to energy conversion and storagept_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor1Nossol, Edson-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9330436454964901pt_BR
dc.contributor.referee1Santos, André Luiz dos-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3299204309097010pt_BR
dc.contributor.referee2Patrocínio, Antônio Otávio de Toledo-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0176020585396338pt_BR
dc.contributor.referee3Gonçalves, Josué Martins-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/8271818229699538pt_BR
dc.contributor.referee4Mengarda, Priscilla-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/7795504345943812pt_BR
dc.contributor.referee5Nossol, Edson-
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/9330436454964901pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5411253867044428pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoEsta tese abordou a síntese de nanomateriais à base de óxido de grafeno reduzido (rGO) e hexacianoferratos bimetálicos (bMHCF) por via eletroquímica. A influência de parâmetros variados foi analisada estatisticamente visando diferentes aplicações. As sínteses foram realizadas em duas etapas por voltametria cíclica: na primeira, avaliou-se a proporção de precursores metálicos, na segunda, o pH da solução de ferricianeto para formar os hexacianoferratos. Para o primeiro material proposto, foi realizada a preparação de um nanocompósito inédito de óxido de grafeno reduzido com hexacianoferrato de cobre e prata (rGO/AgCuHCF), sendo usado como sensor eletroquímico para a determinação de nicotina. O método utilizando o material apresentou comportamento linear em duas regiões: 5,0 – 100,0 e 100,0 – 2000,0 μmol L-1, e valores de limites de detecção (LOD) e quantificação (LOQ) de 1,5 e 4,9 μmol L-1, respectivamente. O sensor também apresentou repetibilidade (n = 10) e reprodutibilidade (n = 4) com desvios padrões relativos de 1,33% e 7,50%, respectivamente. Dois tipos de amostras comerciais de tabaco de cigarros industrial e de palha foram analisados, revelando um valor de tcalculado de 0,26, inferior ao t-crítico de 2,78 na análise de duas caudas (95%), o que atestou a confiabilidade do método. Também foi preparado um nanocompósito de rGO/CoNiHCF que atuou como precursor de catalisador para a reação de evolução de oxigênio (OER). Verificou-se que, em meio alcalino e por 10 h, o rGO/CoNiFeOOH apresentou estabilidade superior (aumento de apenas 4,23% do potencial inicial sob densidade de corrente constante) a um dos materiais considerados estado-da-arte pela comunidade científica para essa finalidade, o RuO2 (aumento de 26,59% do potencial inicial). Além disso, verificou-se maior estabilidade do nanocompósito devido a presença do rGO como suporte dos agentes catalíticos, uma vez que em sua ausência houve um aumento de 19,20% do potencial inicial requerido. Por fim, demonstrou-se uma via de síntese de um nanocompósito inédito de rGO/CoAgHCF para emprego em componentes de supercapacitores. O material apresentou predominância da corrente difusional, incorrendo em menor contribuição de corrente derivada de processos superficiais. Testes de carga/descarga revelaram uma capacitância específica de 182,6 F g-1 sob uma densidade de corrente de 0,1 A g-1 para o rGO/CoAgHCF entre 0,4 e 0,9 V. Os compósitos sintetizados nesse trabalho se apresentaram como materiais multifuncionais aplicados em áreas estratégicas, como sensoriamento, conversão e armazenamento de energia.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Químicapt_BR
dc.sizeorduration202pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICApt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::QUIMICA DO ESTADO CONDENSADOpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::ELETROQUIMICApt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::ELETROANALITICApt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.323pt_BR
dc.orcid.putcode160716787-
dc.crossref.doibatchid1e96ae9b-64b0-409c-a468-f72f347871fb-
dc.subject.autorizadoQuímicapt_BR
dc.subject.autorizadoEnergia - Armazenamentopt_BR
dc.subject.autorizadoNanocompósitos (Materiais)pt_BR
dc.subject.odsODS::ODS 7. Energia limpa e acessível - Garantir acesso à energia barata, confiável, sustentável e renovável para todos.pt_BR
Appears in Collections:TESE - Química

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