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Type: TCC
Title: Influência de aditivos na síntese hidrotermal de nanopartículas de Co3O4 para aplicações em evolução de hidrogênio
Title in English: Influence of additives on the hydrothermal synthesis of Co3O4 nanoparticles for hydrogen evolution applications
Authors: Damasceno, Breno de Brito
Advisor: Vasconcelos, Igor Frota de
Co-advisor: Santos, Luís Paulo Mourão dos
Keywords in Brazilian Portuguese : Síntese de Co3O4;Aditivos químicos;Caracterização
Keywords in English : Synthesis of Co3O4;Chemical additives;Characterization
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Issue Date: 2025
Citation: DAMASCENO, Breno de Brito. Influência de aditivos na síntese hidrotermal de nanopartículas de Co3O4 para aplicações em evolução de hidrogênio. 2025. 37 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Metalúrgica) — Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Abstract in Brazilian Portuguese: A redução do tamanho das partículas é um fator crucial para melhorar o desempenho dos catalisadores bem como a presença de defeitos persistentes ou espécies estranhas, uma vez que as propriedades físicas desses materiais estão intimamente relacionadas justamente com a presença dessas espécies estranhas na sua estrutura cristalina, forma, morfologia e dimensão dos seus cristais. No entanto, é difícil introduzir defeitos em catalisadores ultrafinos devido à tensão superficial e ao efeito de autopurificação das nanopartículas. Nesse contexto, foram sintetizadas nanopartículas de Co3O4 junto com aditivos químicos como ureia, etileno glicol, peróxido de hidrogênio, dentre outros, utilizando a rota química hidrotermal, afim de avaliar o impacto que essas impurezas têm sobre o comportamento estrutural e morfológico dessas nanopartículas. Os nanomateriais sintetizados foram caracterizados por análise termogravimétrica, difração de raios-X, espectroscopia vibracional no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia no ultravioleta-visível (UV-vis) e por testes de eletrocatálise para avaliar as reações de evolução de hidrogênio e oxigênio. Através dos testes, amostras como as que foram sintetizadas com borohidreto de Sódio e SDS, por exemplo, apresentaram uma redução no segundo band gap, o que indica um maior favorecimento para transições eletrônicas, sugerindo um aumento na atividade fotocatalítica e eletrocatalítica dessas amostras.
Abstract: Reducing particle size is a crucial factor in improving catalyst performance, as well as the presence of persistent defects or foreign species, since the physical properties of these materials are closely related to the presence of these foreign species in their crystal structure, shape, morphology and size of their crystals. However, it is difficult to introduce defects in ultrafine catalysts due to the surface tension and self-purification effect of nanoparticles. In this context, Co3O4 nanoparticles were synthesized together with chemical additives such as urea, ethylene glycol, hydrogen peroxide, among others, using the hydrothermal chemical route, in order to evaluate the impact that these impurities have on the structural and morphological behavior of these nanoparticles. The synthesized nanomaterials were characterized by thermogravimetric analysis, X-ray diffraction, Fourier transform infrared vibrational spectroscopy (FTIR), ultraviolet-visible spectroscopy (UV-vis) and electrocatalysis tests to evaluate the hydrogen and oxygen evolution reactions. Through the tests, samples such as those synthesized with sodium borohydride and SDS, for example, showed a reduction in the second band gap, which indicates a greater favorability for electronic transitions, suggesting an increase in the photocatalytic and electrocatalytic activity of these samples.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/83114
Author's ORCID: https://orcid.org/0009-0001-9177-3900
Author's Lattes: https://lattes.cnpq.br/5602448542221328
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6172-805X
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/3613238844850799
Co-advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/3250828790957748
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:ENGENHARIA METALÚRGICA - Monografias

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