Síntese de matrizes cerâmicas de oxicarbeto de silício (SiCO) derivadas de polímeros híbridos orgânico-inorgânicos e avaliação como materiais eletródicos em medidas voltamétricas

Página do item simplificado
dataload.collectionmapped02 - Mestrado - Químicapt_BR
dataload.filenamenourau8787.pdfpt_BR
dataload.handlemapped123456789/55pt_BR
dataload.idpergamum13859pt_BR
dataload.idvirtuanourauvtls000231732pt_BR
dataload.idvirtuapergamumvtls000231732pt_BR
dataload.idvirtuapergamum.sameurlnourauSIMpt_BR
dataload.linknourauhttp://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000231732pt_BR
dataload.linknourau.regularSIMpt_BR
dataload.linknourau.retificadohttp://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000231732pt_BR
dataload.linknourau.size64.00pt_BR
dc.contributor.advisorSegatelli, Mariana Gava [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorCosta, Beatriz Helenapt_BR
dc.contributor.bancaCarvalho, Gizilene Maria dept_BR
dc.contributor.bancaUrbano, Alexandrept_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T13:48:07Z
dc.date.available2024-05-01T13:48:07Z
dc.date.created2020.00pt_BR
dc.date.defesa28.02.2020pt_BR
dc.description.abstractResumo: Neste trabalho foram produzidos materiais cerâmicos de oxicarbeto de silício derivados de polímeros híbridos orgânico-inorgânicos a partir da pirólise controlada de polissiloxanos ligados por reticulantes orgânicos como polímeros precursores, para posterior avaliação como materiais eletródicos em medidas voltamétricas Três polímeros híbridos foram sintetizados, o primeiro (P1) foi preparado por reação de hidrosililação entre poli(metilhidrossililoxano) (PMS) e divinilbenzeno (DVB) em quantidade estequiométrica; o segundo (P2), obtido pela mesma reação, mas com excesso de DVB (6% (m/m)) e o terceiro (P3), também com 6% (m/m) de DVB, envolvendo simultaneamente as reações de hidrossililação e radicalar As respectivas cerâmicas foram obtidas por pirólise dos polímeros precursores sob atmosfera de argônio nas temperaturas de 1, 12 e 15 ºC, e codificadas como C1, C2 e C3 de acordo com o respectivo polímero precursor e temperatura de pirólise Para caracterização dos polímeros precursores foram empregadas espectroscopia vibracional no infravermelho (ATRFTIR) e análise termogravimétrica (TGA), enquanto que os materiais cerâmicos foram caracterizados por ATR-FTIR, difratometria de raios X (XRD), Raman e fisiossorção de gás nitrogênio a 77 K Para o estudo eletroanalítico foram construídos eletrodos de pasta na proporção 8:2 (m/m) de material cerâmico e óleo mineral (Nujol) A voltametria cíclica foi empregada para detecção de diuron e ferrocianeto de potássio para determinação da áreas eletroativas (Ae) e parâmetros cinéticos como concentração superficial (?), coeficiente de transferência de carga (a) e constante de velocidade de transferência eletrônica (Ks) Os coeficientes de difusão (D) foram determinados por medidas de cronoamperometria Os polímeros precursores apresentaram diferentes graus de reticulação conforme a reação envolvida e proporção de fração orgânica na matriz polimérica Os materiais obtidos a 1 e 12 ºC apresentaram perfis amorfos e fase de carbono livre (Clivre) mais desorganizada, enquanto que os materiais cerâmicos obtidos a 15 ºC apresentaram fases semicondutoras de SiC, as quais intensificaram conforme o aumento da proporção de Clivre, e áreas específicas maiores do que àqueles pirolisados a 1 e 12 ºC Os eletrodos de trabalho que apresentaram corrente foram aqueles contendo os materiais obtidos a 15 ºC, os quais tiveram valores de corrente e parâmetros eletroanalíticos (Ae, ?, a e Ks) superiores ou semelhantes ao eletrodo de carbono vítreo (CV) Os eletrodos que exibiram maiores respostas voltamétricas foram aqueles contendo os materiais C1 e C2 obtidos a 15 ºC, sendo as melhores respostas obtidas para C1, enquanto que C3_15 teve um resultado menos satisfatório, porém muito semelhante ao CV Provavelmente a degradação parcial dos anéis aromáticos em P1 gerou segmentos condutores na matriz, ocasionando em um melhor desempenho voltamétrico de C1 em relação a C2, o qual apresentou regiões com maior desordem devido ao excesso de DVB A degradação da cadeia orgânica de P3 possibilitou a formação da fase de Clivre mais desorganizada e com mais defeitos, justificando seu menor desempenho voltamétrico, Diante disso, a rota de síntese, proporção da fração orgânica e temperatura de pirólise impactaram diretamente nos desempenhos voltamétricos dos materiais Contudo, os materiais cerâmicos obtidos a 15 ºC foram promissores para serem empregados como materiais eletródicos para detecção de diuronpt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: In this work were produced silicon oxycarbide ceramic materials derived from organicinorganic hybrid polymers from controlled pyrolysis of polysiloxanes crosslinked by organic crosslinker as precursor polymers, for further evaluation as electrode materials in voltammetric measurements Three hybrid polymers, the first (P1) was prepared by hydrosilylation reaction between poly(methylhydrosiloxane) (PMS) and divinylbenzene (DVB) in stoichiometric quantity, the second (P2), obtained by the same reaction, but with DVB in excess (6 wt%) and the third (P3), also with 6 wt% DVB, involving simultaneous hydrosilylation and radical reactions The respective ceramics were obtained by pyrolysis of the precursor polymers under argon atmosphere at temperatures of 1, 12 and 15 ºC, and named as C1, C2 and C3 according to the respective precursor polymer and pyrolysis temperature For characterization of the precursor polymers, infrared vibrational spectroscopy (ATR-FTIR) and thermogravimetric analysis (TGA) were employed, whilst the ceramic materials were characterized by ATR-FTIR, X-ray diffractometry (XRD), Raman and nitrogen gas physiosorption at 77 K For the electroanalytical study, were built paste electrodes with ceramic materials and mineral oil (Nujol) at 8:2 wt% ratio Cyclic voltammetry was used to detection of diuron and potassium ferrocyanide for determination of electroactive areas (Ae) and kinetic parameters such as surface concentration (?), charge transfer coefficient (a) and electronic transfer speed constant (Ks) Diffusion coefficients (D) were determined by chronoamperometry measurements The precursor polymers presented different degrees of crosslinking according to the reaction involved and the proportion of organic fraction in the polymeric matrix The materials obtained at 1 and 12 ºC presented amorphous profiles and more disorganized free carbon phase (Cfree), whilst the ceramic materials obtained at 15 ºC presented SiC semiconductor phases, which intensified as the proportion of Cfree increased and specific areas larger than those pyrolysed at 1 and 12 ºC The working electrodes that presented current were those prepared from materials obtained at 15 ºC, which had current values and electroanalytical parameters (Ae, ?, a and Ks) higher or similar to the commercial glassy carbon electrode (GCE) The electrodes that exhibited the highest voltammetric responses were those containing the materials C1 and C2 obtained at 15 ºC, with the best response obtained for C1, whilst C3_15 had a less satisfactory result, but very similar to GCE Probably the partial degradation of aromatic rings in P1 generated conducting segments, causing a better voltammetric performance of C1 in relation to C2, which presented regions with greater disorder due to the excess of DVB The degradation of the P3 organic chain enabled the formation of the most disorganized Cfree phase and with more defects, justifying its lower voltammetric performance Therefore, the synthesis route, proportion of the organic fraction and pyrolysis temperature directly impacted the voltammetric performances of the materials However, the ceramic materials obtained at 15 ºC were promising to be used as electrode materials for diuron detectionpt_BR
dc.description.notesDissertação (Mestrado em Química) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Químicapt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/12080
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeMestradopt_BR
dc.relation.coursenameQuímicapt_BR
dc.relation.departamentCentro de Ciências Exataspt_BR
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Químicapt_BR
dc.subjectQuímicapt_BR
dc.subjectPirólisept_BR
dc.subjectPolímeros precursorespt_BR
dc.subjectVoltametriapt_BR
dc.subjectDiuronpt_BR
dc.subjectChemistrypt_BR
dc.subjectPyrolysispt_BR
dc.subjectPrecursor polymerspt_BR
dc.subjectVoltammetrypt_BR
dc.subjectDiuronpt_BR
dc.titleSíntese de matrizes cerâmicas de oxicarbeto de silício (SiCO) derivadas de polímeros híbridos orgânico-inorgânicos e avaliação como materiais eletródicos em medidas voltamétricaspt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

Arquivos

Pacote Original
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Imagem de Miniatura
Nome:
8787.pdf
Tamanho:
4.88 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Baixar

Coleções

02 - Mestrado - Química