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Mestrado Multicêntrico em Química

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    Estudo da compatibilidade eletroquímica de aditivos redox com eletrodos de IF-67nanotubos de carbono aplicados em supercapacitores
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-02-17) Oliveira, Sarah Gabriela Guimarães de; Ortega, Paulo Fernando Ribeiro; Lavall, Rodrigo Lassarote; http://lattes.cnpq.br/9658097765240301; http://lattes.cnpq.br/5477183227065922; http://lattes.cnpq.br/2086577317262871; Ortega, Paulo Fernando Ribeiro; Lavall, Rodrigo Lassarote; Mambrini, Raquel Vieira; Trigueiro, João Paulo Campos; Matencio, Tulio
    A ZIF-67 é uma rede metalorgânica formada por centros metálicos de cobalto(II) coordenados à quatro átomos de nitrogênio de quatro ligantes 2-metilimidazol, em geometria tetraédrica e gerando uma estrutura de sodalita. É um material interessante para a aplicação como eletrodos de supercapacitores (SC) devido a sua alta área superficial específica, alta estabilidade eletroquímica e por possuir seu centro metálico redox ativo. Porém, sua baixa condutividade elétrica limita a capacitância específica (Cesp) das células e o desempenho em altas densidades de corrente. Uma excelente estratégia para aumentar os valores de Cesp consiste no uso de eletrólitos que contém espécies capazes de transferir elétrons na superfície dos eletrodos. Entretanto, não há estudos que exploram a compatibilidade de diferentes espécies redox ativas com eletrodos baseados em ZIF-67. Neste trabalho, eletrodos compostos por ZIF-67/nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTC) foram estudados em células contendo três aditivos redox ativos em meio aquoso alcalino: p-fenilenodiamina (PPD), hexacianoferrato de potássio(II) (K4[Fe(CN)6]) e iodeto de potássio (KI). Medidas voltamétricas e galvanostáticas de carga/descarga foram empregadas para o estudo do mecanismo de acúmulo de carga, das capacitâncias específicas, eficiência e ciclabilidade das células. Os resultados eletroquímicos revelaram uma pequena extensão das reações redox de espécies de iodo sobre os eletrodos de ZIF-67/NTC. Por outro lado, o aditivo redox que opera em potencial formal positivo (K4[Fe(CN)6]) tem a maior capacidade de acúmulo de carga, com valores de Cesp de 747,1 F g-1 a 5,0 A g-1. Com a PPD são obtidos menores valores de Cesp (148,0 F g–1 a 5,0 A g–1). Entretanto, com esse aditivo, as células possuem maior eficiência coulômbica e melhor ciclabilidade, devido às interações intermoleculares favoráveis entre PPD/ZIF-67.
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    Síntese e caracterização de g-C3N4 e sua aplicação como retardante de fogo em combustível vegetal
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-04-28) Faria, Dalila Aparecida; Lorençon, Eudes; http://lattes.cnpq.br/5477183227065922; http://lattes.cnpq.br/3302758224515140; Lorençon, Eudes; Souza, Ivina Paula de; Pedroso, Emerson Fernandes
    Neste trabalho g-C3N4 (CN) foi testado como retardante de fogo, para aplicação em incêndios florestais. Para isso, CN foi sintetizado pelo método de policondensação térmica de melamina e sua caracterização foi realizada por análises de difratometria de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), espectroscopia de absorção na região do infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IV), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), isoterma de adsorção/dessorção de N2 e análise elementar (CHN). A propriedade de retardamento de fogo de CN foi verificada com testes de queima utilizando, capim Feno como combustível. Os testes mostraram que g-C3N4 conferiu propriedades de retardamento de fogo ao material vegetal, delongando o tempo de queima e diminuindo a massa de combustível residual. Esses experimentos revelaram ainda que a retardância de fogo de CN é mais expressiva no aumento do tempo de queima, do que no aumento da massa residual. A mistura de CN e NH4H2PO4 (MAP) também foi avaliada em testes de queima, obtendo como resultado, a melhoria da eficiência retardante de fogo, em relação a CN puro. Esses dados revelaram a existência de efeito sinérgico entre CN e MAP, de modo que MAP promoveu carbonização, aumentando a massa residual, enquanto CN tornou o processo de queima mais lento. A decomposição térmica de CN foi estudada por FT-IV e TG (análise termogravimétrica). Os resultados mostraram que o material possui alta estabilidade térmica, que lhe confere a propriedade de formação de barreira física, durante o aquecimento. Além disso, notou-se que, diante do aumento de temperatura, CN libera moléculas de água adsorvidas em sua estrutura porosa, promovendo resfriamento. Esse resfriamento pode alterar o processo de pirólise do material vegetal, aumentando a massa residual. Além disso, a decomposição CN pode liberar gases diluidores, reduzindo a concentração de gases combustíveis. De posse dessas informações, foi proposto um mecanismo de retardamento de fogo para g-C3N4.