| Abstract: | O grafeno é um material com excelentes propriedades elétricas, eletrônicas, mecânicas e ópticas, e apresenta uma vasta gama de aplicações em diferentes setores, que vão desde a fabricação de dispositivos de armazenamento de energia até o setor biomédico. Embora existam diferentes metodologias propostas por autores para a sua produção, uma rota de obtenção eficiente, que combine alto rendimento, qualidade (estrutura livre de defeitos), sustentabilidade e produção em escala industrial viável, ainda é um desafio. Nessa perspectiva, o presente trabalho está relacionado com a obtenção do grafeno a partir da esfoliação do grafite em meio supercrítico, utilizando o dióxido de carbono (CO2) assistido com surfactante de origem natural, o cardanol. Neste estudo são avaliados parâmetros experimentais, como a pressão do sistema, a presença de etanol no grafite durante a esfoliação, potencial do cardanol como surfactante na esfoliação em meio supercrítico. A caracterização dos materiais foi realizada por Microscopia Eletrônica de Varredura com Emissão de Campo (MEV-FEG), Microscopia de Transmissão (MET), Microscopia de Força Atômica (AFM), Difração de Raios X (DRX), e Espectroscopia RAMAN (FT-Raman). A esfoliação foi eficiente utilizando a dispersão do grafite em solução de cardanol e etanol em dióxido de carbono supercrítico, na temperatura de 40ºC, em rampa de pressão entre 150 e 250bar. Nessas condições, empilhamentos de lâminas de 15-50nm de espessura foram obtidas.
Graphene is a material with excellent electrical, electronic, mechanical and optical properties, and has a wide range of applications in different sectors, ranging from the manufacture of energy storage devices to the biomedical sector. Although there are different methodologies proposed by authors for their production, an efficient procurement route, which combines high yield, quality (defect-free structure), sustainability and production on a viable industrial scale, is still a challenge. In this perspective, the present work is related to obtaining graphene from the exfoliation of graphite in a supercritical medium, using carbon dioxide (CO2) assisted with natural surfactant, cardanol. In this study, experimental parameters are evaluated, such as system pressure, the presence of ethanol in the graphite during exfoliation, the potential of cardanol as a surfactant in excretion in a supercritical medium. The materials were characterized by Scanning Electron Microscopy with Field Emission (SEM-FEG), Transmission Microscopy (TEM), Atomic Force Microscopy (AFM), X-Ray Diffraction (DRX), and RAMAN Spectroscopy (FT- Raman). Exfoliation was efficient using the dispersion of graphite in a solution of cardanol and ethanol in supercritical carbon dioxide, at a temperature of 40ºC, in a pressure ramp between 150 and 250bar. In these conditions, stack of sheets 15-50nm thick were obtained. |
