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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/21070
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Síntese e caracterização de membranas compósitas de poli (éter-éter-cetona) sulfonado e óxido de grafeno sulfonado |
Título(s) alternativo(s): | Synthesis and characterization of sulfonated poly (ether-ether-ketone) and sulfonated graphene oxide composite membranes |
Autor: | Castro, Marcela Carrera de |
Primeiro orientador: | Moraes, Luanda Silva de |
Primeiro coorientador: | Trota Filho, Jorge |
Primeiro membro da banca: | Teixeira, Viviane Gomes |
Segundo membro da banca: | Oliveira, Sérgio Pinheiro de |
Terceiro membro da banca: | Ramos Filho, Florêncio Gomes de |
Resumo: | Nanopartículas de óxido de grafeno sulfonado (SGO) foram sintetizadas para serem aplicadas como reforços em membranas poliméricas de poli (éter-éter-cetona) sulfonado (SPEEK). As membranas nanocompósitas SPEEK-SGO (0,25%, 0,5% e 1%) foram preparadas, suas propriedades e potencial aplicação como membranas trocadoras de prótons empilhas a combustível (PaCs) foram investigados. Foram realizadas as análises RAMAN, FTIR, FRX, XPS, DRX das nanopartículas, que evidenciaram a efetiva sulfonação do óxido de grafeno (GO), produzindo o SGO com teores de enxofre entre 57 e 61%. As técnicas de titulação e FRX foram aplicadas às membranas e demonstraram o sucesso da sulfonação do poli (éter-éter cetona) (PEEK), gerando membranas de SPEEK-SGO com teores de enxofre entre 67 e 76%. Através das análises de TGA e DSC, evidenciou-se que as cargas de SGO, em baixas concentrações, promoveram maior estabilidade térmica do SPEEK na faixa de 100 – 200 °C. Como as cargas de SGO aumentam a hidrofilicidade do polímero, facilitando o canal de transporte de prótons, é esperado que haja um aumento da condutividade protônica na membrana compósita. Portanto, as membranas compósitas SPEEK-SGO são potenciais para serem aplicadas como PaCs. |
Abstract: | Sulfonated graphene oxide (SGO) nanoparticles were synthesized to be applied as reinforcements in sulfonated poly (ether-ether ketone) polymeric membranes (SPEEK). SPEEK-SGO nanocomposite membranes (0.25%, 0.5% and 1%) were prepared, their properties and potential application as proton exchange membranes in fuel cells (PEMFC) were investigated. The RAMAN, FTIR, FRX, XPS, DRX analyzes of the nanoparticles were carried out, which showed the effective sulfonation of graphene oxide (GO), producing SGO with sulfur contents between 57% and 61%. The titration and FRX techniques were applied to the membranes and demonstrated the success of sulfonation of poly (ether-ether-ketone) (PEEK), generating SPEEK-SGO membranes with sulfur contents between 67 and 76%. Through the TGA and DSC analyses, it was evidenced that the SGO loads, in low concentrations, promoted greater thermal stability of SPEEK in the range 100 – 200 °C. As the SGO charges increase the hydrophilicity of the polymer, facilitating the proton transport channel, an increase in the proton conductivity in the composite membrane is expected. Therefore, SPEEK-SGO composite membranes are applicable as PEMFC. |
Palavras-chave: | Sulfonated graphene oxide SPEEK Polymeric membranes Nanocomposites Óxido de grafeno sulfonado SPEEK Membranas poliméricas Nanocompósitos Ciência e Tecnologia de Materiais |
Área(s) do CNPq: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS::POLIMEROS, APLICACOES |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Ciências Exatas e Engenharia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais (FCEE) |
Citação: | CASTRO, Marcela Carrera de. Síntese e caracterização de membranas compósitas de poli (éter-éter-cetona) sulfonado e óxido de grafeno sulfonado. 2023. 104 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Ciência e Tecnologia de Materiais) - Faculdade de Ciências Exatas e Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/21070 |
Data de defesa: | 25-Set-2023 |
Aparece nas coleções: | Mestrado Profissional em Ciência e Tecnologia de Materiais (FCEE) |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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