Esfoliação Eletroquímica do Grafite de Pilhas Usadas para Obtenção de Óxido de Grafeno

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Energia e Sustentabilidade da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como requisito parcial à obtenção do título de Mestre em Energia e Sustentabilidade.A pilha é um objeto de uso comum que está presente em nosso cotidiano nas suas mais variadas formas, mas devido ao seu baixo custo, alta demanda em dispositivos eletrônicos e algumas por não ser recarregáveis, milhares delas são descartadas em aterros sanitários ou incineradas (e muitas vezes, de maneira inadequada) em todo o mundo. Todavia, muitos dos componentes contidos em uma pilha podem ser reciclados. Entretanto, as hastes de grafite, que é um destes componentes, são queimadas durante o processo de reciclagem, transformando-se em gás carbônico ou deixadas como outros resíduos. Neste trabalho, com objetivo da redução de impacto ambiental ocasionado pelo descarte não adequado de pilhas, adota-se o estudo do potencial da esfoliação eletroquímica para a síntese de estruturas de grafeno (material de alto valor agregado) utilizando hastes de grafites extraídas de pilhas de zinco-carbono. Dessa forma, o processo foi estudado para avaliar o desempenho, rendimento e estrutura dos materiais obtidos. Variações da concentração do eletrólito, a marca da pilha, a utilização de um pré-tratamento de imersão em água e solução ácida, o tempo de imersão desses eletrodos e a potência do ultrassom também foram analisados neste trabalho. Os resultados de caracterização física demonstram, de maneira geral, que nas condições aplicadas, o material obtido demonstra ser o óxido de grafite ou um grafite parcialmente esfoliado. A variação da concentração do eletrólito e o uso de um pré-tratamento melhora a quantidade de material esfoliado e o uso do ultrassom e seus diferentes percentuais de potência complementa o processo de esfoliação do grafite. Entretanto, desta porcentagem, o material encontra se muito heterogêneo, apresentando-se como uma mistura de pó de grafeno, grafite e/ou óxido de grafeno, demonstrando um rendimento pouco satisfatório nas variações utilizadas