Processamento e avaliação microestrutural do carbono vítreo reticulado obtido a partir da resina furfurílica neutralizada com hidróxido de sódio

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Data

2017-11-17

Autores

Brandolisi, Isadora De Nigris [UNESP]

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Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

The vitreous carbon (VC) is one of several types of carbonaceous materials, with unique characteristic because it is formed by isotropic and disordered structure, which includes large amount of sp2 carbon. This material is produced by thermal degradation of polymer resins and it can be found in monolithic or reticulated shape. There is a growing use of reticulated vitreous carbon (RVC) as an electrode, explained by the fact that it has high current density, low resistance to electric flow, high density of transport pores and presents a surface area of up to 30 times its geometric area. Sodium hydroxide has been used to neutralize the acid catalyst used during the synthesis of the poly(furfuryl alcohol) resin, however little is known about the influence of this base on the crystalline structure after the processing of the crosslinked vitreous carbon. Therefore, this work aims to evaluate the influence of sodium hydroxide on the morphology and microstructure of the vitreous carbon. Consequently, different amounts of the base were added to the poly(furfuryl alcohol) resin in order to obtain resins of pH equal to 3, 5, 7 and 9. In order to establish a possible cause / effect for the structural and electrochemical variations the use of resins with different pH values to obtain reticulated vitreous carbon, the resins were first evaluated by Differential Scanning Calorimetry (DSC) and chemical structure (FTIR). After carbonization, the RVC was evaluated by cyclic voltammetric analysis, RAMAN spectroscopy, X-ray diffraction and scanning electron microscopy
O carbono vítreo (CV) é um dos diversos tipos de materiais carbonosos, e tem característica única pois é formado por estrutura isotrópica e desordenada, que inclui grande quantidade de carbono sp2. Este material é produzido pela degradação térmica de resinas poliméricas e pode ser encontrado na forma monolítica ou reticulada. Observa-se uma crescente utilização do Carbono Vítreo Reticulado (CVR) como eletrodo, explicado pelo fato de possuir elevada densidade de corrente, baixa resistência ao fluxo elétrico, alta densidade de poros de transporte, e apresentar uma área superficial de até 30 vezes sua área geométrica. O hidróxido de sódio vem sendo utilizado para neutralizar o catalisador ácido empregado durante a síntese da resina furfurílica, entretanto, pouco se sabe sobre a influência dessa base na estrutura cristalina após o processamento do carbono vítreo reticulado. Portanto, este trabalho visa avaliar a influência do hidróxido de sódio na morfologia e microestrutura do carbono vítreo. Para isso, será adicionado à resina furfurílica, diferentes quantidades da base, de modo a se obter resinas de pH igual à 3, 5, 7 e 9. Com o intuito de se estabelecer uma possível causa/efeito para as variações estruturais e eletroquímicas proveniente da utilização de resinas com diferentes faixas de pH para a obtenção do carbono vítreo reticulado, primeiramente as resinas foram avaliadas por calorimetria exploratória diferencial (DSC) e estrutura química (FTIR). Após carbonizadas, os CVRs foram avaliados a partir de análises por voltametria cíclica, espectroscopia RAMAN, difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura.

Descrição

Palavras-chave

Carbono, Eletrodos, Carbonização, Materiais carbonaceos, Resinas fenólicas, Carbon

Como citar

BRANDOLISI, Isadora De Nigris. Processamento e avaliação microestrutural do carbono vítreo reticulado obtido a partir da resina furfurílica neutralizada com hidróxido de sódio. 2017. 70 f. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado - Engenharia de Materiais) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá, 2017.