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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11558| Título: | Síntese do grafeno a partir do grafite de pilhas exauridas |
| Título(s) alternativo(s): | Synthesis of graphene from spent battery graphite |
| Autor(es): | Prado, João Pedro do |
| Orientador(es): | Oliveira, Ana Paula de |
| Palavras-chave: | Impacto ambiental Resíduos perigosos Lixo eletrônico - Reaproveitamento Environmental impact statements Hazardous wastes Electronic waste - Recycling |
| Data do documento: | 5-Jul-2019 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Francisco Beltrao |
| Citação: | PRADO, João Pedro do. Síntese do grafeno a partir do grafite de pilhas exauridas. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2019. |
| Resumo: | A quantidade de resíduos gerados e descartados de forma incorreta vem causando grandes prejuízos ao meio ambiente. Como forma de minimização desses impactos, a reutilização de materiais perigosos como o caso de pilhas inutilizadas apresenta-se como uma forma ecologicamente correta e inteligente para obtenção de matérias primas. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi a utilização de bastões de grafites das pilhas exauridas visando a sustentabilidade e redução de custos para produção de grafeno. O procedimento inicial, foi a separação do material de interesse da pilha, seguido da diminuição da granulometria, lavagem ácida do material e elevação do pH para 7,0, findando o tratamento do resíduo. Para síntese do grafeno, foi utilizado o método Hummers com modificações para melhorar a eficiência da reação. Primeiramente, fez o processo de pré-oxidação do grafite por agentes químicos, seguida da etapa de oxidação. O conteúdo da reação foi lavado até que o pH da água de lavagem fosse aproximadamente 7,0, feita a separação do material sólido e secagem. Um segundo método foi avaliado chamado de método adaptado, no qual ocorre em apenas uma etapa, adicionando reagentes e ao final interrompe a reação com ácido clorídrico e inicia-se o processo de elevação do pH próximo a 7,0, com posterior secagem. As análises realizadas para caracterização das amostras pelas técnicas DRX, FTIR, MEV e TXRF, indicaram a formação de óxido de grafeno pelo método Hummers modificado com e sem lavagem ácida. Entretanto, para o método adaptado não foi possível identificar claramente a formação de óxido de grafeno. Observou-se que o processo de lavagem ácida colaborou para melhorar o produto da reação, pois possivelmente retirou impurezas da matéria prima. De forma geral, verificou-se a viabilidade de reutilização do bastão de grafite contido em pilhas de zinco-carbono para síntese do grafeno, sendo necessário aperfeiçoamento do processo para garantir a sustentabilidade técnica, econômica e ambiental do mesmo. |
| Abstract: | The amount of waste generated and disposed of incorrectly is causing great damage to the environment. As a way of minimizing these impacts, the reuse of hazardous materials such as unused batteries present itself as an ecologically correct and intelligent way to obtain raw materials. In this sense, the objective of this work was the use of graphite rods of the exhausted cells aiming at the sustainability and reduction of costs for the production of graphene. The initial procedure was to separate the material of interest from the pile, followed by the reduction of the particle size, acid washing of the material and raising the pH to 7.0, ending the treatment of the residue. For graphene synthesis, the Hummers method was used with modifications to improve the efficiency of the reaction. First, it made the process of pre-oxidation of graphite by chemical agents, followed by the oxidation step. The reaction content was washed until the pH of the wash water was approximately 7.0, made the separation of the solid material and drying. A second method was evaluated called the adapted method, in which it occurs in only one step, adding reagents and at the end, the reaction is stopped with hydrochloric acid and the process of raising the pH near to 7.0 is started, with subsequent drying. The analyzes performed for the characterization of the samples by the DRX, FTIR, MEV and TXRF techniques indicated the formation of graphene oxide by the modified Hummers method with and without acid washing. However, for the adapted method it was not possible to clearly identify the formation of graphene oxide. It was observed that the acid washing process cooperated to improve the reaction product as it possibly removed impurities from the feedstock. In general, it was verified the feasibility of reusing the graphite stick contained in zinc-carbon cells for synthesis of graphene, and it is necessary to improve the process to ensure the technical, economic and environmental sustainability of the same. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11558 |
| Aparece nas coleções: | FB - Engenharia Química |
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