PPGIO: Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Instrumentação e Óptica Aplicada

A Coordenadoria do Programa de Pós-Graduação em Instrumentação e Óptica Aplicada tem a satisfação de convidá-lo para assistir à

DEFESA DE QUALIFICAÇÂO

TÍTULO: “DESENVOLVIMENTO DE ELETRODOS ELETROQUIMICAMENTE MODIFICADOS COM CORANTES APLICÁVEIS COMO SENSORES”

MONIQUE PACHECO DO AMARAL

O desenvolvimento de novos sensores é impulsionado pela necessidade de melhorar a precisão, sensibilidade, e confiabilidade das medições, detectar novos analitos, adaptar-se a condições desafiadoras, e integrarse a tecnologias emergentes. Novos sensores desempenham um papel crucial na saúde, segurança, sustentabilidade, e inovação tecnológica. Os sensores e biossensores baseados em grafite sensibilizados por corantes representam uma categoria de dispositivos de detecção analítica que combinam materiais a base de carbono com corantes que podem ser orgânicos ou não, para a detecção de diversos analitos. Neste trabalho foi realizada a polimerização com três corantes diferentes: o azul de cresil brilhante (BCB), o azul de timol (TB) e o azul de bromofenol (BP). Os corantes são moléculas que podem alterar as propriedades elétricas do grafite quando eletropolimerizados em sua superfície. O grafite é uma forma cristalina do carbono, que é um dos elementos mais abundantes encontrados na natureza, para este trabalho foram utilizados eletrodos de grafite da Sigma-Aldrich™ com 99,9% de pureza. Os eletrodos foram modificados através de deposição eletroquímica utilizando a técnica de voltametria cíclica. Na primeira etapa do trabalho foi desenvolvido o eletrodo de grafite com eletrodeposição de azul de cresil brilhante, onde foram identificadas três bases nitrogenadas, guanina, adenina e timina. O eletrodo modificado com BCB exibiu excelente seletividade e sensibilidade na determinação simultânea de adenina, guanina e timina em solução tampão (pH 7,0), apresentando os limites mínimos de analitos em 6µM para a adenina e guanina e para a timina 20µM. A aplicabilidade analítica do eletrodo modificado como sensor amperométrico para determinação de adenina, guanina e timina em sistemas de fluxo foi avaliada através da realização de estudos cronoamperométricos. O eletrodo modificado com filme PBCB foi inicialmente caracterizado por AFM (microscopia de força atômica) e MEV (microscopia eletrônica de varredura). A característica eletroquímica do eletrodo modificado foi verificada através da voltametria cíclica e a voltametria de pulso diferencial. A proposta de continuidade deste trabalho é realizar as mesmas caracterizações para os eletrodos eletropolimerizados com azul de timol e com azul de bromofenol testando diferentes analitos.

Banca Examinadora composta pelos Doutores:

Ana Lucia Ferreira de Barros, Orientadora, CEFET-RJ

Dante Franceschini (MIP- PPGIO), UFF

Leandro Marques Samyn (MEP), CEFET-RJ

Lilian Pantoja Sosman (MEP), UERJ

Maurício Alves de Melo Junior (MEP), UFF

Local e data: 19 de setembro de 2024 às 09h00 • Plataforma TEAMS: https://teams.microsoft.com/l/meetupjoin/19%3ac7f9c17333884106b6631e7909b371a8%40thread.tacv2/1725533546660?context=%7b%22Tid%22%3a% 228eeca404-a47d-4555-a2d4-0f3619041c9c%22%2c%22Oid%22%3a%22c6b50fc8-9e2f-450d-9a17- 10209945fd95%22%7d

PARECER Nº 201/2024/STM-CRED/STM-E -ANP
PROCESSO Nº 48610.215678/2024-19
INTERESSADO: ANA LUCIA FERREIRA DE BARROS

Segundo o parecer Técnico da AGÊNCIA NACIONAL DO PETRÓLEO, GÁS NATURAL E BIOCOMBUSTÍVEIS

A presente análise refere-se à solicitação de credenciamento da unidade de pesquisa LaFEA - Laboratório de Física Experimental e Aplicada, pertencente à Instituição Centro Federal de Educação Tecnológica "Celso Suckow da Fonseca" - CEFET/RJ.

A Unidade de Pesquisa LaFEA - Laboratório de Física Experimental e Aplicada, do CEFET/RJ, atende de forma satisfatórios requisitos dispostos na Resolução ANP Nº 917/2023,
demonstrando estar apta a executar projetos de pesquisa, desenvolvimento e inovação - PD&I,no âmbito das linhas de pesquisa supracitadas, com recursos decorrentes da Cláusula de Investimento em PD&I presentes nos contratos para Exploração, Desenvolvimento e Produção de Petróleo e Gás Natural. Recomenda-se, portanto, o CREDENCIAMENTO da referida Unidade de Pesquisa.

O LaFEA - Laboratório de Física Experimental e Aplicada está vinculado ao Programa de Pós Graduação em Engenharia Elétrica (PPEEL), ao Programa de PósGraduação em Instrumentação Óptica Aplicada (PPGIO) e ao Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica e Tecnologia dos Materiais (PPEMM).

PARECER Nº 201/2024/STM-CRED/STM-E -ANP
PROCESSO Nº 48610.215678/2024-19
INTERESSADO: ANA LUCIA FERREIRA DE BARROS

Segundo o parecer Técnico da AGÊNCIA NACIONAL DO PETRÓLEO, GÁS NATURAL E BIOCOMBUSTÍVEIS

A presente análise refere-se à solicitação de credenciamento da unidade de pesquisa LaFEA - Laboratório de Física Experimental e Aplicada, pertencente à Instituição Centro Federal de Educação Tecnológica "Celso Suckow da Fonseca" - CEFET/RJ.

A Unidade de Pesquisa LaFEA - Laboratório de Física Experimental e Aplicada, do CEFET/RJ, atende de forma satisfatórios requisitos dispostos na Resolução ANP Nº 917/2023,
demonstrando estar apta a executar projetos de pesquisa, desenvolvimento e inovação - PD&I,no âmbito das linhas de pesquisa supracitadas, com recursos decorrentes da Cláusula de Investimento em PD&I presentes nos contratos para Exploração, Desenvolvimento e Produção de Petróleo e Gás Natural. Recomenda-se, portanto, o CREDENCIAMENTO da referida Unidade de Pesquisa.

O LaFEA - Laboratório de Física Experimental e Aplicada está vinculado ao Programa de Pós Graduação em Engenharia Elétrica (PPEEL), ao Programa de PósGraduação em Instrumentação Óptica Aplicada (PPGIO) e ao Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica e Tecnologia dos Materiais (PPEMM).

DEFESA DE TESE DE DOUTORADO

TÍTULO:

“FABRICAÇÃO DE SUPERCAPACITORES ASSIMÉTRICOS DE ALTA PERFORMANCE BASEADO EM DIFERENTES ÓXIDOS METÁLICOS DE TRANSIÇÃO DOPADOS COM NANOFOLHAS DE NITRETO DE CARBONO GRAFÍTICO”

RAPHAEL DE SOUZA DOS SANTOS

Com o imponente desenvolvimento tecnológico e a vasta exploração de diferentes formas de geração de energia elétrica, houve a necessidade do desenvolvimento de dispositivos armazenadores de energia mais versáteis e eficientes. Os supercapacitores enquadram-se de maneira promissora nessa lacuna e têm sido o foco de diversas instituições de pesquisa ao redor do mundo. Com isso, este trabalho tem como objetivo demonstrar a fabricação de diferentes eletrodos revestidos com óxidos metálicos de transição dopados com g-C₃N₄, a fim de construir supercapacitores com boa performance eletroquímica, armazenamento de energia e eficiência.

A síntese de cinco diferentes óxidos metálicos foi realizada neste trabalho, com o intuito de fabricarmos materiais promissores para revestimento de eletrodos. Empregamos diferentes técnicas de análise, tais como: Voltametria Cíclica, Carga-Descarga Galvanostática e Espectroscopia de Impedância Eletroquímica, Difração por Raio-X, Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier e Microscopia Eletrônica de Varredura por Emissão de Campo. A síntese de óxido de metal de transição (M = Cu, Mn, Co, Ni, Fe) dopado com nitreto de carbono grafítico (g-C₃N₄) foi realizada por polimerização térmica. O g-C₃N₄ foi usado para aumentar a área de superfície do revestimento, e isso resultou na melhor aderência dos óxidos metálicos, fornecendo mais locais eletroativos para a reação Faradaica.

De acordo com os resultados apresentados, o nitreto de carbono grafítico com óxido de níquel (g-C₃N₄/NiO) demonstrou a mais alta capacitância específica (815,6 F/g), com uma boa estabilidade cíclica em diferentes taxas de varredura, bem como a maior eficiência Coulômbica (85%) em 0,5 A/g entre os cinco eletrodos analisados. O desempenho eletroquímico do eletrodo revestido com óxido de ferro (g-C₃N₄/Fe₂O₃) apresentou ótima capacitância (697,5 F/g) em comparação aos outros quatro eletrodos revestidos. O eletrodo de óxido de cobalto (g-C₃N₄/CoO) e manganês (g-C₃N₄/Mn₃O₂) alcançaram 458,3 e 436,3 F/g, respectivamente, e o óxido de cobre (g-C₃N₄/CuO) atingiu 154,5 F/g. Todos os cinco eletrodos revestidos obtiveram bons valores de eficiência coulômbica. A análise por Espectroscopia de Impedância demonstrou, através do diagrama de Nyquist, que os cinco eletrodos com os óxidos metálicos apresentaram capacidade de armazenamento (ou retenção) de cargas coerentes com a literatura de supercapacitores. Todos os eletrodos utilizaram a mesma concentração de 6 mols de KOH como eletrólito para que as análises eletroquímicas fossem realizadas. De maneira geral, os resultados revelam que os eletrodos revestidos de nitreto de carbono grafítico com óxido de metal são promissores na aplicação de supercapacitores, apresentando boas características eletroquímicas.

Banca Examinadora composta pelos Doutores:

Profa. Dra. Ana Lucia Ferreira de Barros, Orientador, CEFET/RJ

Profa. Dra. Lilian Ferreira de Senna, UERJ

Prof. Dr. Elivelton Alves Ferreira, UFF

Prof. Dr. Leandro Marques Samyn, CEFET/RJ

Prof. Dr. Diego Barreto Haddad, CEFET-RJ

Local e data: 27 de junho de 2023 às 09h00 - Quinta-feira, na Sala de aula online – Plataforma Teams.

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