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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/38636| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Síntese fitoassistida de óxidos metálicos para aplicação na reação de evolução de oxigênio (OER) |
| Autor(es): | Silva, Giovani Luiz da |
| Orientador: | Silva, Fausthon Fred da |
| Membro da Banca: | Bonacin, Juliano Alves |
| Membro da Banca: | Santos, Iêda Maria Garcia dos |
| Resumo: | Demandas ecológicas em nível global reforçam a necessidade de utilização de fontes de energia limpas e renováveis, como o hidrogênio (H2), que é uma fonte de energia promissora que pode ser obtida por meio da eletrólise da água. Embora esse processo seja ecologicamente correto, ele requer alto valor energético e eletrocatalisadores são necessários para se tornar viável. Assim, esforços têm sido feitos para desenvolver eletrocatalisadores baseados em metais de transição abundantes na Terra com alto desempenho. Rotas de síntese mais verdes, como usar extratos de plantas que estabilizam as nanopartículas também é outro fator em ascensão por possibilitar diminuir impactos ambientais. Dessa forma, este trabalho relata uma rota sintética verde usando extrato aquoso (H) e etanólico (E) da planta salsa-brava (Ipomoea asarifolia) como agente estabilizador para obter nanopartículas de óxido de níquel (NiO) em diferentes temperaturas de calcinação (300 °C, 500 °C e 700 °C). A fitoquímica da planta foi investigada por HPLC e os materiais caracterizados por difração de raios X (DRX), espectroscopia vibracional na região do infravermelho e espectroscopia Raman (FTIR), espectroscopia UV-VIS de estado sólido e microscopia eletrônica de varredura com microanálise por espectroscopia dispersiva de energia (SEM-EDS). As técnicas confirmaram a estrutura cúbica do NiO e Co3O4, com grupos orgânicos residuais na superfície dos materiais. Os sinais da espectroscopia Raman também confirmaram a presença de defeitos estruturais, que contribuem positivamente para o processo eletrocatalítico. A síntese usando extratos aquosos levou à formação de materiais com morfologia diversa, enquanto os extratos etanólicos resultaram em partículas mais uniformes. Os desempenhos eletrocatalíticos em solução alcalina (KOH, 1,0 mol L-1) foram investigados. Os sobrepotenciais experimentais em J = 10 mA cm-2 e inclinação de Tafel foram, promissores com valores a partir de 307 mV e 60,35 mV dec-1 para as amostras de NiO e 290 mV e 47,11 mV dec-1 para as amostras de Co3O4. Portanto, essa rota de síntese verde mostra-se economicamente viável, produzindo eletrocatalisadores de de alto desempenho, em comparação com resultados semelhantes na literatura. |
| Abstract: | Global ecological demands reinforce the need for the use of clean and renewable energy sources, such as hydrogen (H2), which is a promising energy source that can be obtained through water electrolysis. Although this process is environmentally friendly, it requires high energy input, and electrocatalysts are needed to make it viable. Therefore, efforts have been made to develop high-performance electrocatalysts based on earth-abundant transition metals. Greener synthesis routes, such as using plant extracts that stabilize nanoparticles, are also on the rise as they help reduce environmental impacts. Thus, this study reports a green synthetic route using aqueous (H) and ethanolic (E) extracts of the wild parsley plant (Ipomoea asarifolia) as a stabilizing agent to obtain nickel oxide (NiO) nanoparticles at different calcination temperatures (300 °C, 500 °C, and 700 °C). The plant’s phytochemistry was investigated by HPLC, and the materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), vibrational spectroscopy in the infrared region (FTIR), Raman spectroscopy, solid-state UV-VIS spectroscopy, and scanning electron microscopy with energy- dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS). The techniques confirmed the cubic structure of NiO and Co3O4, with residual organic groups on the material surfaces. Raman spectroscopy signals also confirmed the presence of structural defects, which positively contribute to the electrocatalytic process. The synthesis using aqueous extracts led to the formation of materials with diverse morphology, while ethanolic extracts resulted in more uniform particles. Electrocatalytic performances in alkaline solution (KOH, 1.0 mol L-1) were investigated. The experimental overpotentials at J = 10 mA cm-2 and Tafel slope values were promising, starting from 307 mV and 60.35 mV dec-1 for NiO samples, and 290 mV and 47.11 mV dec-1 for Co3O4 samples. Therefore, this green synthesis route proves to be economically viable, producing high- performance electrocatalysts compared to similar results in the literature. |
| Palavras-chave: | Química Síntese fitoassistida Óxidos metálicos Ipomoea asarifolia Eletrocatálise Metal oxides Green synthesis OER Electrocatalysis |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
| Sigla da Instituição: | UFPB |
| Departamento: | Química |
| Programa: | Programa de Pós-Graduação em Química |
| Tipo de Acesso: | Acesso aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
| URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
| URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/38636 |
| Data do documento: | 25-Abr-2025 |
| Aparece nas coleções: | Centro de Ciências Exatas e da Natureza (CCEN) - Programa de Pós-Graduação em Química |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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