ESTUDO DO EFEITO DA TEMPERATURA NA DESORDEM DAS CINZAS DE CAPIM ANNONI USANDO ESPECTROSCOPIA RAMAN

Resumo

Atualmente, muitos pesquisadores estão tentando produzir grafeno a partir de diversos tipos de biomassa, tais como a cinza de casca de arroz, serragem de madeira, resíduos agrícolas ou resíduos industriais, e plantas invasoras dos campos tais como o capim annoni, devido à sua grande abundância, baixo custo e sustentabilidade. Além disso, a transformação de um material descartável em um material moderno, como o grafeno, resulta ser altamente interessante para reduzir o uso de materiais agressivos ao meio ambiente. Neste sentido, o capim annoni é uma espécie gramínea, originaria da África do Sul, que chegou em forma acidental ao Brasil em meados do ano 1950, e começou a ser cultivado em algumas regiões do Brasil, como no estado do Rio Grande do Sul. Atualmente é considerada uma praga invasora dos campos nacionais, não servindo nem para a pastagem dos animais. Torna-se, então, de grande interesse buscar-se por alternativas sustentáveis de destinação do capim annoni. Por esta razão, faz-se necessário o desenvolvimento de estudos cientifico, com a finalidade de usar o capim annoni como matéria precursora de novos materiais ricos em carbono. Uma alternativa seria queimar o capim annoni a uma temperatura controlada de modo a obter cinza de capim annoni, como matéria-prima precursora de grafeno, e posteriormente caracterizar esta cinza usando a técnica de espectroscopia Raman. A Espectroscopia Raman é uma técnica fotônica que permite obter informações químicas, estruturais e de desordem do material em estudo. Devido à heterogeneidade, na temperatura e tempo, durante processo de queima, nota-se o efeito da desordem dos átomos de carbono na estrutura cristalina das diversas amostras de cinza de capim annoni, sendo este efeito (desordem) um fator influente para a produção de grafeno. Por tanto, a fim de ter informação desta herogeneidade, o objetivo principal deste trabalho é realizar um estudo do efeito da temperatura e tempos de queima na desordem da cinza de capim annoni usando a técnica de espectroscopia Raman. Para cumprir com este objetivo, o capim annoni foi primeiramente lavado com água da torneira e água deionizada e depois secado numa estufa a uma temperatura de 100°C por um tempo de 1 hora. Posteriormente o capim annoni foi queimado a diferentes temperaturas (300, 400 e 500°C) e tempos (30, 60, 90 e 120 min.) para cada uma das temperaturas. Após a síntese preliminar das amostras, estas foram caracterizadas por espectroscopia Raman. Os diversos espectros Raman obtidos foram analisados, usando os softwares Origin 8.5 e MagicPlot, e ajustados por curvas Gaussianas, a fim de analisar a largura das bandas D (~1350 cm-1) e G (~1580 cm-1), assim como suas respectivas intensidade integradas (áreas) para a banda D (ID), e para a banda G (IG). Matematicamente, define-se a desordem como a razão entre as intensidades das bandas D e G, ou seja, ID/IG, e, fisicamente, como o desarranjo planar dos átomos de carbono nas diversas camadas. A partir das medidas Raman foi analisado a desordem, a qual é definida como a razão entre as intensidades integradas das bandas D = DS + DA, G = GS + GA, DA e GA (ID/IG, IDA/IGA). Observou-se que para 300 e 500°C a relação ID/IG é maior em 30 e 60 min do que em 90 e 120 min, enquanto que para 400°C essa relação é menor em 60 min. Por outro lado, a relação IDA/IGA é menor a 300°C do que a 400 e 500°C De acordo a estes resultados, pode-se inferir que 400°C/60 min seriam parâmetros de queima interessantes para produzir, posteriormente, grafeno. Resultados deste trabalho ajudariam a escolher a melhor temperatura e tempo de queima da cinza de capim annoni, com alto teor de carbono, para a produção de grafeno. Agradecimentos: À UNIPAMPA/PDA pelas facilidades experimentais, ao professor Luis Enrique Gomez Armas por suas orientações. Palavra-chave: Capim annoni; Carbono; Espectroscopia Raman; desordem.