ESTUDO DO EFEITO TÉRMICO NA DESORDEM DA CINZA DE CASCA DE ARROZ POR ESPECTROSCOPIA RAMAN

Resumo

O arroz é um dos alimentos que está presente na dieta de uma grande parcela da população mundial, isso faz com que o mesmo produza uma enorme quantidade de resíduos, tais como a casca de arroz (CA), a qual está sendo alvo de diversos estudos destinando-a para uma nova finalidade. Uma destas seria a realização da queima da CA à temperatura controlada de modo a obter a cinza de casca de arroz (CCA), como matéria-prima para obtenção de grafeno, a qual é posteriormente analisada por espectroscopia Raman. Esta é uma técnica fotônica que permite obter informações químicas, estruturais e de desordem do elemento em estudo. Devido à heterogeneidade durante o processo de queima da CA, nota-se o efeito de desordem (átomos de carbono desordenados) nas amostras de CCA, o qual é um fator muito importante para a produção de grafeno a partir desta. Portanto, a fim de obter informações sobre estre grau de heterogeneidade, o objetivo principal deste trabalho é realizar um estudo do efeito da temperatura na desordem de CCA usando espectroscopia Raman. Para cumprir com este objetivo, a CA foi primeiramente lavada com água deionizada e depois seca em estufa à temperatura de 100 oC por um tempo de 60 min. Posteriormente, a CA foi queimada a diferentes temperaturas (400, 500, 600 e 700 °C) e tempos controlados (20, 40, 60 e 120 min) para cada temperatura. Após a síntese preliminar das amostras, estas foram caracterizadas por espectroscopia Raman. Os espectros Raman medidos (de todas as amostras) foram analisados usando os softwares Origin 8.5 e MagicPlot 2.9, ajustando-os por curvas Lorentzianas, a fim de analisar a largura das bandas D (~1350 cm-1) e G (~1580 cm-1), assim como suas respectivas áreas, ID para a banda D, e IG para a banda G. Matematicamente, define-se a desordem como a razão entre as áreas das bandas D e G, ou seja, ID/IG, e, fisicamente, como o desarranjo da estrutura planar das camadas de grafeno. A partir da análise gráfica dos dados, notou-se que a desordem das amostras tende a diminuir de forma linear com o aumento da temperatura, porém, apenas para a temperatura de 700 °C houve o aumento da desordem, indicando que já havia sido ultrapassada a temperatura ótima de queima da CA com alto teor de carbono. Visto que, à medida que é aumentada a temperatura, a porcentagem de carbono diminui, em tanto que a porcentagem de sílica aumenta (PEREZ et al., 2019). Conclui-se, que a queima heterogênea faz com que, individualmente, a largura das bandas D e G aumente, mas, quando a desordem é analisada, esta tende a diminuir com o aumento da temperatura. Resultados deste trabalho ajudariam a escolher a melhor temperatura e tempo de queima da CA, com alto teor de carbono, para a produção de grafeno.