Uso de processos oxidativos avançados e métodos eletroquímicos na síntese de Quantum Dots de Grafeno (GQDs)

• Processo: 24/03365-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Paola Corio
• Beneficiário: Anna Clara Jacomassi Ramos
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/11983-4 - Espectroscopias com intensificação de sinal: nanomateriais, teoria e simulação computacional, AP.TEM
• Assunto(s): Espectroscopia Raman Nanopartículas Processos oxidativos avançados Espectroscopia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: espectroscopia Raman | Nanopartículas | Processos Oxidativos Avançados | quantum dots de grafeno | Espectroscopia

Resumo

Nanomateriais de carbono (tais como nanotubos de carbono de paredes simples, múltiplas, grafeno, fulereno, carbon dots e quantum dots de grafeno) apresentam importantes aplicações tecnológicas tais como transistores, sensores, e aplicações optoeletrônicas. Quantum dots de grafeno (GQDs) representam a mais recente forma de carbono relevante em todas essas áreas. GQDs são nanopartículas de grafeno com tamanho da ordem de 100 nm ou menores. Tais nanomateriais apresentam propriedades bastante ópticas, eletrônicas, químicas e biológicas extremamente peculiares. As propriedades fotoluminescentes dos GQDs podem ser consideradas uma de suas características mais notáveis. Devido as suas propriedades de fotoluminescência, alta área superficial, solubilidade em água, baixa citotoxicidade e excelente biocompatibilidade, GQDs apresentam potenciais aplicações em diversos campos da ciência. Dentre as aplicações de GQDs, podemos citar drug-delivery, sensores para diferentes espécies químicas e biomoléculas, aplicações ambientais (detecção e adsorção de metais pesados), degradação de poluentes, entre outras. Este projeto de pesquisa propõe o estudo de metodologias de síntese de quantum dots de grafeno (GQDs) através de processos oxidativos avançados (POAs) e métodos eletroquímicos, bem como a combinação de ambos (eletro-Fenton), utilizando-se como precursores diferentes materiais de carbono (grafita, grafeno, grafeno oxidado, carvão, entre outros). Processos oxidativos avançados baseiam-se na geração de radicais hidroxilas, os quais reagem reagem rápida e indiscriminadamente com a maioria dos compostos orgânicos. O processo de oxidação eletroquímica envolve a clivagem eletroquímica de precursores de carbono em GQDs, normalmente sob alta tensão redox. Buscaremos nesse projeto investigar correlações entre as metodologias de síntese, a morfologia dos GQDs obtidos, suas propriedades eletrônicas e potenciais aplicações. Dentre as principais metodologias de caracterização dos materiais obtidos, mencionamos a espectroscopia Raman, Raman ressonante, infravermelho, fluorescência, dispersão de raios-X, espectroscopia eletrônica, e microscopia eletrônica de transmissão (HR-TEM) e varredura (SEM).