Síntese e aplicação de catalisadores baseados em nanopartículas de ouro suportadas em óxidos de grafeno
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Universidade Federal de Lavras
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Departamento de Química
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Agroquímica
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
Nanopartículas de ouro tem sido amplamente empregadas como catalisadores em reações de
oxidação. Sua atividade é fortemente influenciada pelo tamanho das partículas e pela interação
destas com o suporte. O óxido de grafeno e o óxido de grafeno reduzido são materiais que
podem ser utilizados como suporte. Desta forma, o objetivo desse trabalho foi sintetizar e
suportar nanopartículas de ouro em óxido de grafeno e óxido de grafeno reduzido, em diferentes
proporções, e avaliar o potencial catalítico dos materiais. Os suportes foram sintetizados a partir
da oxidação e esfoliação do grafite, adotando-se uma modificação do método de Hummers, e
as nanopartículas foram sintetizadas pelo método sol-gel. As análises de Microscopia
Eletrônica de Varredura (MEV), Análise Termogravimétrica (TGA), Espectroscopia de
Infravermelho (IV), Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia Raman, Microanálise de
Dispersão de Raios X (EDS), Espectroscopia UV-vis e Microscopia Eletrônica de Varredura
com Emissão de Campo (MEV-FEG) confirmaram que os processos de oxidação, esfoliação e
redução foram bem-sucedidos, bem como a deposição das nanopartículas. O potencial catalítico
dos materiais foi avaliado em reações de decomposição do peróxido de hidrogênio e oxidação
dos álcoois benzílico e butílico. Os resultados indicaram que os materiais mais ativos na
oxidação dos álcoois foram aqueles que apresentavam menor carregamento de ouro e nos quais
o óxido de grafeno reduzido foi empregado como suporte.
Abstract
Gold nanoparticles have been widely used as catalysts in oxidation reaction. Their gold nanoparticle activity strongly depends on their size and interaction with support. Graphene oxide and reduced graphene oxide are materials that can be used as support for nanoparticles. In this context, the main goal of the present work was related to the synthesis of gold nanoparticles followed by their accommodation on the surfaces of graphene oxide and reduced graphene oxide. The materials obtained with distinct gold proportions were tested as a catalysts. The supports were synthesized from exfoliation and oxidation of graphite according to modified Hummers method. Gold nanoparticles were obtained through sol-gel method. Exfoliation, oxidation, and nanoparticle deposition was supported by Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermogravimetric Analysis (TGA), Infrared Spectroscopy (IR), X-ray Diffraction (XDR), Raman Spectroscopy, Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), Ultraviolet-visible spectroscopy and Field Emission Gun Scanning Electron Microscopy (FEG-SEM). The catalyst potential of the materials was investigated for hydrogen peroxide decomposition reactions and for the oxidation of benzyl and butyl alcohol. The experimental information indicates that reduced graphene oxide with lower gold nanoparticle content is more active in the alcohols oxidation.
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ANCONI, A. C. S. A. Síntese e aplicação de catalisadores baseados em nanopartículas de ouro suportadas em óxidos de grafeno. 2018. 87 p. Dissertação (Mestrado em Agroquímica)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2018.