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IPEN-DOC 23039
- CASINI, JULIO C.S.
; - FERNANDEZ, ANTONIO P.R.
; - OLIVEIRA, RENE R. de
; - SAKATA, SOLANGE K.
; - FARIA JUNIOR, RUBENS N.
. Supercapacitor application of powder prepared using the Hydrogenation Disproportionation Desorption and Recombination (HDDR) process in graphene oxide.
Materials Science Forum,
v. 899,
p. 347-352,
2017.
DOI:
10.4028/www.scientific.net/MSF.899.347
Abstract: Graphene (G) has been attracted great interest for its excellent electrical properties.
However, the large-scale production of graphene is presently unfeasible. Graphene oxide (GO) can
be (partly) reduced to graphene-like sheets by removing the oxygen-containing groups with the
recovery of a conjugated structure. It can be produced using inexpensive graphite as raw material by
cost-effective chemical methods. Although hydrogen (mixed with argon) at high temperature
(1100°C) has been employed to reduce GO powder, the hydrogenation disproportionation
desorption and recombination (HDDR) process in particular was unreported for this purpose. In the
present work, attempts of reducing GO powder using the HDDR process have been carried out and
investigated by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) thermogravimetric
analysis (TGA) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The experimental results of
processing graphene oxide powder using unmixed hydrogen at moderate temperatures (about
850°C) and relatively low pressures (<2 bars) have been reported.
Palavras-Chave: supercapacitors; powders; desorption; hydrogenation; recombination; graphene; oxides; temperature range 1000-4000 k
-
IPEN-DOC 23720
- CORDEIRO, GUILHERME L.
; - USSUI, VALTER
; - MESSIAS, NILDEMAR A.
; - PIASENTIN, RICARDO M.
; - LIMA, NELSON B. de
; - NETO, ALMIR O.
; - LAZAR, DOLORES R.R.
. Effect of Sn loading on the characteristics of Pt electrocatalysts supported on reduced graphene oxide for application as direct ethanol fuel cell anode.
International Journal of Electrochemical Science,
v. 12,
p. 3795-3813,
2017.
DOI:
10.20964/2017.05.68
Abstract: The effect of Sn loading (5–30 mol %) on Pt catalysts supported on reduced graphene oxide was investigated for ethanol electro-oxidation in acidic medium. Reduced graphene oxide was synthesized via graphite oxidation–exfoliation process in liquid phase and chemical reduction. Pt and PtxSny catalysts were deposited on reduced graphene oxide by a NaBH4 impregnation–reduction method. The adopted procedures allowed the synthesis of graphene-like nanosheets where single Sn-doped Pt nanoparticles were impregnated. Pt lattice parameter and micro-strain increased with Sn addition, confirming the formation of a solid solution. Concerning ethanol electro-oxidation, Pt was more active when supported on reduced graphene oxide whereas the introduction of Sn enhanced the catalyst activity, leading to lower ethanol oxidation potentials and higher current densities.
Palavras-Chave: platinum; tin; ethanol; oxidation; graphene; electrocatalysts; direct ethanol fuel cells
-
IPEN-DOC 26514
- SOARES, J.J.S.
; - JACOVONE, R.M.S.
; - SANTOS, P.S.
; - ZAIM, M.H.
;- FARIA, D.L.A.
;- SAKATA, S.K.
. The effect of gamma radiation on the structure of graphene oxide and graphene oxide functionalized with amino-PEG.
Brazilian Journal of Radiation Sciences,
v. 7,
n. 3,
p. 1-12,
2019.
DOI:
10.15392/bjrs.v7i3.837
Abstract: Covalent functionalization of graphene oxide (GO) with polyethylene glycol (PEG) has been widely used in drug delivery systems. This nanocomposite exhibits excellent stability in the presence of high concentrations of salts and proteins and shows low toxicity compared to its raw form. However, it must be sterilized prior to use in medical devices, and for this purpose, the gamma irradiation shows a promising option. Sterilization by ionizing energy through gamma rays, generated by Cobalt-60 self-disintegration, consists in exposing the materials to short electromagnetic waves. The irradiation process provides substantial advantages when compared to thermal and chemical processes, such as, more precise control of the process, lower energy consumption, and less environmental pollution. In this work the effects of gamma radiation on GO and GO functionalized with amino-PEG (GO-PEG-NH2) irradiated with doses (15, 25, 35 and 50 kGy) at rate dose of 7.3 kGy.h-1 were evaluated. The analyses were performed by Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) and Raman spectroscopy. The results showed that gamma radiation up to 50 kGy did not cause any defects on the nanomaterials.
Palavras-Chave: cobalt 60; dose rates; fourier transformation; gamma radiation; graphene; infrared spectra; polyethylene glycols; radiation doses; radiation effects; raman spectroscopy; sterilization; synthesis
-
IPEN-DOC 26718
- JACOVONE, RAYNARA M.S.
; - SOARES, JAQUELINE J.S.
; - SOUSA, THAINA S.
; - SILVA, FLAVIA R.O.
; - GARCIA, RAFAEL H.L.
; - NGUYEN, HANG N.
;- RODRIGUES, DEBORA F.
;- SAKATA, SOLANGE K.
. Antibacterial activity of silver/reduced graphene oxide nanocomposite synthesized by sustainable process.
Energy, Ecology and Environment,
v. 4,
n. 6,
p. 318-324,
2019.
DOI:
10.1007/s40974-019-00136-3
Abstract: Traditional methods to incorporate metals into
graphene oxide (GO) usually require toxic reagents or high
temperatures. This study proposes an innovative and sustainable
method to incorporate silver (Ag) into graphene
oxide using electron beam and evaluate its antibacterial
activities. The method is based on green synthesis, without
toxic reagents or hazardous wastes, and can be carried out
at room temperature, in short reaction times. To synthesize
the Ag/rGO nanocomposite, a water/isopropanol solution
with dispersed graphene oxide and silver nitrate was submitted
to a dose range from 150 to 400 kGy. The product
was characterized by thermogravimetry analysis, X-ray
diffraction and transmission electron microscopy. The
antibacterial activity of Ag/rGO was observed against
Gram-negative Escherichia coli by plate count method and
atomic force microscopy. The results showed that concentrations
as low as 100 lg/mL of produced Ag/rGO were
enough to inactivate the cells.
Palavras-Chave: graphene; nanocomposites; antimicrobial agents; atomic force microscopy; silver; nanoparticles; electron beams; oxides; sustainability; thermal gravimetric analysis; bacteria; antibiotics; escherichia coli
-
IPEN-DOC 27241
- SILVA FILHO, J.C.
;- VENANCIO, E.C.
;- SILVA, S.C.
; - TAKIISHI, H.
; - MARTINEZ, L.G.
; - ANTUNES, R.A.
. A thermal method for obtention of 2 to 3 reduced graphene oxide layers from graphene oxide. SN Applied Sciences, v. 2, n. 8, 2020. DOI: 10.1007/s42452-020-03241-9 Abstract: In this work, a thermal reduction method was developed to obtain reduced graphene oxide (rGO) with 2 or 3 layers from graphene oxide (GO). The GO X-ray diffraction (XRD) patterns presented diffraction peak at 2θ = 10°, which is related to (002) reflection. After heat treatment under nitrogen ( N2(g)) atmosphere, this peak was shifted to 2θ = 25°, presenting an interlayer distance of 3.8 Å, associated to GO reduction. BET analysis of modified GO samples identified an average pore diameter of 45.38 Å and surface area of 23.06 m2/g. In the case of rGO1, rGO2 and rGO3 samples, they presented surface areas from 32.47 to 612.74 m2/g and an average pore diameter of 108.21–149.54 m2/g. Thermogravimetric analysis (TGA) indicated a higher mass loss between 150 and 230 °C. Raman spectra showed ID/IG ratios of rGO samples were higher than GO (1.36-GO; 1.45-rGO1, 1.87-rGO3) due to reducing GO and increasing sp2 clusters. XPS analysis revealed that the main carbon species in the samples were sp2- type bonds (14.99 at% for the GO and 47.85 at% for rGO3). The FTIR spectra of rGO1, rGO2 and rGO3 samples presented peaks at 3454.22 cm−1 (hydroxyl) and 1077.43 cm−1 (C–O).Palavras-Chave: oxides; graphene; thermal conductivity; layers; graphite; thermal gravimetric analysis; raman spectra
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IPEN-DOC 27711
- NUNES, MARIO A.B.S.
;- MATOS, BRUNO R. de
; - SILVA, GLAURA G.
;- ITO, EDSON N.
;- MELO, TOMAS J.A. de
;- FECHINE, GUILHERMINO J.M.
. Hybrids nanocomposites based on a polymer blend (linear low-density polyethylene/poly(ethylene-co-methyl acrylate) and carbonaceous fillers (graphene and carbon nanotube). Polymer Composites, v. 42, n. 2, p. 661-677, 2021. DOI: 10.1002/pc.25856 Abstract: Interfacial or separate phase location of carbonaceous nanofillers (graphene and carbon nanotubes) in polymer blends with co-continuous phases can lead to double percolation behavior, significantly increasing rheological and electrical properties. The prediction of the morphology and the location of the nanofillers has been used as a tool to evaluate the proprieties of co-continuous polymer blends. This work aims to highlight the superior conductivity levels achieved using a low amount of carbon-based fillers, by the proper selection in a multiphase polymer matrix as a template for controlled dispersion and spatial distribution of the nanoparticles, offering a compromise between easy processability and enhanced performance. Here, two polymers (linear low-density polyethylene [LLDPE] and ethylene-co-methylacrylate [EMA]) and their cocontinuous blend (LLDPE/EMA) were loaded with nanofillers (few-layer graphene [FLG], few-walled carbon nanotube [FWCNT]) via continuous melt mixing in twin-screw extrusion, separate and simultaneously. It was observed that the addition of the nanofillers changed the co-continuity of the blend, with the probable migration of the nanofillers from the EMA (hydrophilic) phase to the LLDPE (hydrophobic) phase. Rheological percolation occurred preferentially in blends containing FWCNT and FLG/FWCNT. Electrical conductivity was observed in all compositions, with higher electrical conductivity being noticed in hybrids.Palavras-Chave: nanocomposites; hybridization; nanotechnology; polyethylenes; polymers; electric conductivity; carbon nanotubes; graphene
-
IPEN-DOC 25074
- CARDOSO, QUEZIA
; - SILVA, FRANKS M.
;- VIEIRA, LIGIA S.
;- CASINI, JULIO C.S.
;- SAKATA, SOLANGE K.
; - FARIA, RUBENS N. de
. The production of reduced graphene oxide by a low-cost vacuum system for supercapacitor applications.
Materials Science Forum,
v. 930,
p. 609-612,
2018.
DOI:
10.4028/www.scientific.net/MSF.930.609
Abstract: Graphene has attracted significant interest because of its excellent electrical properties.
However, a practical method for producing graphene on a large scale is yet to be developed.
Graphene oxide (GO) can be partially reduced to graphene-like sheets by removing the oxygencontaining
groups and recovering the conjugated structure. GO can be produced using inexpensive
graphite as the raw material via cost-effective chemical methods. High vacuum and temperature
(10−7 mbar and 1100°C, respectively) conditions are well-known to enable the preparation of
reduced powder at the laboratory scale. However, a large-scale high vacuum reduction system that
can be routinely operated at 10−7 mbar requires considerable initial capital as well as substantial
operational and maintenance costs. The current study aims at developing an inexpensive method for
the large-scale reduction of graphene oxide. A stainless steel vessel was evacuated to backing-pump
pressure (10−2 mbar) and used to process GO at a range of temperatures. The reduction of GO
powder at low vacuum pressures was attempted and investigated by X-ray diffraction and Fourier
transform infrared spectroscopy. The experimental results of processing GO powder at various
temperatures (200–1000°C) at relatively low pressures are reported. The microstructures of the
processed materials were investigated using scanning electron microscopy and chemical
microanalyses via energy dispersive X-ray analysis.
Palavras-Chave: capacitors; fourier transformation; graphene; infrared spectra; microstructure; oxides; production; reduction; scanning electron microscopy; temperature dependence; x-ray diffraction
-
IPEN-DOC 26529
- CARDOSO, QUEZIA de A.
; - CASINI, JULIO C.S.
;- BARBOSA, LUZINETE P.
; - SERNA, MARILENE M.
; - GALEGO, EGUIBERTO
; - SOBRINHO, LUIZA F.
; - SAKATA, SOLANGE K.
; - FARIA JUNIOR, RUBENS N. de
. X-ray diffraction evaluation of the average number of layers in thermal reduced graphene powder for supercapacitor nanomaterial.
Materials Science Forum,
v. 958,
p. 117-122,
2019.
DOI:
10.4028/www.scientific.net/MSF.958.117
Abstract: Graphene oxide (GO) can be partially reduced to graphene-like sheets by removing the
oxygen-containing groups and recovering the conjugated structure. In this work, the thermal
reduction of GO powder has been carried out using back pumping vacuum pressures and
investigated employing X-ray diffraction analysis. The experimental results of estimating the
number of graphene layers on the reduced powder at various temperatures (200 – 1000 °C) have
been reported. Electrical changes have been produced in a graphene oxide with the vacuum
reduction process. This study has shown that the ideal processing temperature for reducing
graphene oxide nanomaterial was about 400 oC. It has also been shown that at 600 oC the number of
layers in the reduced nanomaterial increased. The internal series equivalent resistance (ESR) has
been improved substantially with the vacuum thermal treatment even at temperatures above 400 oC.
ESR was reduced from 95.0 to about 13.8 Ω cm2 with this processing. These results showed that the
process can be applied to the reduction of graphene oxide to produce supercapacitor nanomaterials.
The advantage of employing this method is that the processing is a straightforward and low cost
thermal treatment that might be used for large amount of nanocomposite material.
Palavras-Chave: graphene; oxides; x-ray diffraction; vacuum systems; capacitors; capacitive energy storage equipment; nanomaterials; electrical properties
-
IPEN-DOC 28999
- GOMES, PAULO V.R.
; - AZEREDO, NATHALIA F.B.
; - GARCIA, LUIS M.S.
; - ZAMBIAZI, PRISCILLA J.
; - MORSELLI, GIOVANNI R.
;- ANDO, ROMULO A.
;- OTUBO, LARISSA
; - LAZAR, DOLORES R.R.
; - SOUZA, RODRIGO F.B. de
; - RODRIGUES, DEBORA F.
;- NETO, ALMIR O.
. Layered graphene/hexagonal boron nitride nanosheets (Gr/h-BNNs) applied to the CO2 photoconversion into methanol.
Applied Materials Today,
v. 29,
p. 1-8,
2022.
DOI:
10.1016/j.apmt.2022.101605
Abstract: Photocatalysts based on heterostructure 2D materials show promising properties for the construction of optoelectronic devices for selective reduction of CO2 to methanol. In this sense, a fast and simple method to produce 2D hexagonal hybrid BN nanosheets (h-BNNs) doped with graphene heterostructure by van der Waals interactions was developed. The method used plasma created by a Tesla coil. The Gr/h-BNNs hybrid material obtained presented a stacking structure containing h-BNNs and graphene layers. The structure included doping of carbon atoms along the h-BN edge structures. The doping of the h-BN nanostructure with graphene sheets, conferred adaptable optical properties to the semiconductor, resulting in band gap energy values favorable to photocatalysis. The reaction promoted selective reduction of CO2 to methanol, and synthesis of other products, such as formaldehyde and formic acid, due to multielectronic transfer processes.
Palavras-Chave: plasma; boron nitrides; doped materials; graphene; nanofilms
-
IPEN-DOC 27410
- BENITEZ JARA, F.G.
; - CRUZ, P.D.V.
; - BARBOSA, L.P.
; - CASINI, J.C.S.
;- SAKATA, S.K.
; - PERUZZI, A.J.
;- FARIA, R.N.
. Low-temperature reduction of graphene oxide using the HDDR process for electrochemical supercapacitor applications.
Materials Science Forum,
v. 1012,
p. 141-146,
2020.
DOI:
10.4028/www.scientific.net/MSF.1012.141
Abstract: In the present work, attempts of reducing a graphene oxide powder using a low
temperature hydrogenation disproportionation desorption and the recombination process (L-HDDR)
has been carried out. A lower processing temperature in large scale production is significant when
costs are concerned. Graphite oxide was prepared using a modified Hummers’ method dispersed in
ethanol and exfoliated using ultrasonication to produce Graphene Oxide (GO). Investigations have
been carried out by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The
experimental results of L-HDDR processing graphene oxide powder, using unmixed hydrogen at
400°C and relatively low pressures (<2 bars) have been reported. X-ray diffraction patterns showed
a reduction of graphene oxide with the L-HDDR process. The results showed that both processes,
the L-HDDR as well as the standard HDDR, may be applied to the reduction of graphene oxide in
order to produce supercapacitor materials. The advantage of employing the L-HDDR process is a
relatively low temperature reducing the cost of treatment, what is a very important factor for
producing a large amount of material. Thus, the L-HDDR process has been considered a promising
alternative method of reducing graphene oxide with efficiency, with the possibility of large scale
production.
Palavras-Chave: graphene; capacitors; energy storage; capacitance; equivalent circuits; hydrogenation; desorption; recombination
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Autor: Maprelian
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.
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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.
A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.
1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.
2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.
O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.
Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.
A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.
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