Síntese e caracterização de hidrogéis condutores do tipo semi-IPN visando aplicação em novos supercapacitores híbridos

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dc.contributor.advisorAouada, Fauze Ahmad [UNESP]
dc.contributor.advisorMalmonge, José Antônio [UNESP]
dc.contributor.authorNascimento, Denis Welton da Silva
dc.contributor.institutionUniversidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.date.accessioned2020-09-23T12:22:46Z
dc.date.available2020-09-23T12:22:46Z
dc.date.issued2020-07-10
dc.description.abstractNesta dissertação foram desenvolvidos e caracterizados hidrogéis compósitos de rede semi-interpenetrante (semi-IPN) de poliacrilamida (PAAm), carboximetilcelulose (CMC) e polianilina (PAni) com interessantes propriedades elétricas, no intuito de possibilitar a sua aplicação em novos dispositivos supercapacitores (SC’s) híbridos. A análise do grau de intumescimento em HCl dos hidrogéis permitiu observar que a presença de PAni na matriz de PAAm e CMC diminuiu a absorção de água, e o acréscimo de Ani na síntese aumentou o intumescimento até a proporção 7,5% (m/v). Os parâmetros cinéticos analisados em meio de intumescimento HCl mostraram que a difusão nos materiais segue as leis de Fick neste meio. Os resultados de condutividade elétrica mostraram que as propriedades elétricas são fortemente influenciadas pela relação APS/Ani na síntese dos compósitos, que alcançaram valores na ordem de 10-2 S/cm. Os resultados obtidos por meio das técnicas espectroscópicas UV-Vis e FTIR mostraram a presença de bandas características da PAni dopada, confirmando sua incorporação na matriz em sua forma condutora. Os resultados de análise termogravimétrica TG mostraram adequadas estabilidades térmicas para os materiais obtidos. As análises de MEV mostraram que a presença de estruturas da PAni ocorre mais intensamente próximo a região superficial dos hidrogéis e que há formação de microcristais dendríticos atribuídos ao crescimento fractal das moléculas de PAni, sendo estes corroborados com os resultados obtidos pela técnica de difração de raios-X (DRX). Pelo exposto, esta dissertação evidencia que os hidrogéis de PAAm/CMC/PAni podem ser considerados como promissores para aplicação no desenvolvimento de novos SC’s híbridos, para acúmulo e armazenamento de energia.pt
dc.description.abstractIn this work, semi-interpenetrating (semi-IPN) composite hydrogels based on polyacrylamide (PAAm), carboxymethylcellulose (CMC), and polyaniline (PAni) with interesting electrical properties were developed and characterized, aiming their application as new hybrid supercapacitor devices (SC's). The analysis of the degree of swelling in HCl of the hydrogels allowed to observe that the presence of PAni in the PAAm and CMC matrix decreased their water absorption, and the addition of Ani in the synthesis increased the swelling until 7.5% (m/v) proportion. The kinetic parameters obtained in the same swelling media showed that the solvent diffusion followed the Fick's laws. The results of electrical conductivity showed that the electrical properties are strongly influenced by the APS/Ani ratio used in the composite synthesis that reached values in the order of 10-2 S/cm. The obtained results from UV-Vis and FTIR spectroscopic techniques showed the presence of characteristic bands of doped PAni, confirming the polymer into hydrogel matrix in its conductive form. The results of TG analysis showed good thermal stability for the obtained materials. From SEM technique, it was possible to see the occurrence of PAni structures more intensely close to the hydrogel surface regions, as well as the formation of micro dendritic crystals, which was attributed to the fractal growth of PAni molecules. These results were corroborated to DRX results. In this way, this work indicated that PAAm/CMC/PAni hydrogels can be considered as promising matrices for the development of new hybrid SC's, for energy accumulation and storage.en
dc.identifier.capes33004099083P9
dc.identifier.lattes8251270609012225
dc.identifier.orcid0000-0002-6870-6961
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11449/193565
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.rights.accessRightsAcesso aberto
dc.subjectPolyanilineen
dc.subjectPolysaccharideen
dc.subjectHydrophilic propertiesen
dc.subjectElectrical propertiesen
dc.subjectComposite hydrogelsen
dc.subjectPolianilinapt
dc.subjectPolissacarídeopt
dc.subjectPropriedades hidrofílicaspt
dc.subjectPropriedades elétricaspt
dc.subjectHidrogéis compósitospt
dc.titleSíntese e caracterização de hidrogéis condutores do tipo semi-IPN visando aplicação em novos supercapacitores híbridospt
dc.title.alternativeSynthesis and characterization of conductive hydrogels of the semi-IPN type for new hybrid supercapacitors applicationen
dc.typeDissertação de mestrado
unesp.advisor.lattes8251270609012225[1]
unesp.advisor.orcid0000-0002-6870-6961[1]
unesp.campusUniversidade Estadual Paulista (Unesp), Faculdade de Engenharia, Ilha Solteirapt
unesp.embargoOnlinept
unesp.examinationboard.typeBanca públicapt
unesp.graduateProgramCiência dos Materiais - FEISpt
unesp.knowledgeAreaFísica da matéria condensadapt
unesp.researchAreaHidrogéis condutorespt

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