Síntese de nanomateriais para aplicação em sistemas catalíticos

Abstract

Os nanotubos de dióxido de titânio (TiO2) são nanomateriais que vêm ganhando bastante destaque dentro das pesquisas científicas devido às suas propriedades de elevada área superficial, resistência à corrosão, estabilidade térmica e por ter um preço acessível. Muitos estudos voltados à aplicação desses materiais como suporte catalítico estão crescendo com o passar dos anos, mas o fato do dióxido de titânio ser um semicondutor acaba comprometendo a sua utilização em sistemas eletrocatalíticos, devido sua baixa condutividade. Neste trabalho, nanotubos de TiO2 foram sintetizados pelo método hidrotermal e caracterizados por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura e de transmissão. As análises confirmaram a presença de nanotubos de TiO2, com estrutura cristalina do tipo anatase. Porém, a predominância de nanopartículas de TiO2 indica que os parâmetros de síntese utilizados ainda devem ser adequados para uma mais completa formação dos nanotubos. Testes voltamétricos indicaram que o material sintetizado não apresentou atividade catalítica expressiva, sendo então substituído pelo suporte catalítico grafeno já que este apresenta excelentes propriedades de condutividade térmica e elétrica. Dessa forma, o catalisador de Ni/rGO foi preparado utilizando o método poliol, variando-se a proporção de NaBH4 em relação ao Ni(ac)2, e também pela adição ou não do polímero PVP, utilizado como agente passivante. As imagens de microscopia de transmissão indicaram que o método poliol foi eficiente, já que foi possível observar a deposição do níquel sobre as folhas de grafeno. As sínteses realizadas sem a presença de PVP mostraram a formação de nanopartículas de níquel maiores e com mais aglomeradas, apontando que o PVP agiu como passivante. Em razão da pandemia da COVID-19, no ano de 2021 o acesso aos laboratórios e equipamentos foi limitado, não sendo possível realizar algumas caracterizações dos materiais sintetizados.