Dissertação/Tese PROPRIEDADES NA INTERFACE AR-LÍQUIDO DE MONOCAMADAS E ATIVIDADE FOTOCATALÍTICA DE FILMES DE LANGMUIR-BLODGETT DE ÓXIDO DE GRAFENO - PPGQ

O óxido de grafeno constitui um congênere do grafeno e pode ser facilmente obtido a partir da esfoliação química do grafite. Embora o GO tenha recebido bastante atenção da comunidade científica, poucos estudos têm se dedicado à compreensão das propriedades do óxido de grafeno na interface ar-líquido. Neste contexto, os experimentos de monocamadas na interface arlíquido e de deposição usando a técnica de Langmuir-Blodgett (LB) podem ser empregados para estudos fundamentais e aplicados em que se utilizam filmes ultrafinos de nanomateriais. Assim, no presente trabalho a técnica de eletrospray foi utilizada para espalhar dispersões de GO na interface ar-líquido em diferentes pHs de subfase aquosa (2,5-10). Os experimentos de pressão superficial (π) versus área superficial a temperatura constante revelaram a formação de monocamadas estáveis, sem que ocorresse mudança significativa no perfil das isotermas de pressão versus área superficial. Micrografias obtidas com um microscópio de ângulo de Brewster (BAM) mostraram a formação de monocamadas homogêneas em pressões superficiais elevadas. Os filmes LB depositados apresentaram valores de TR >1, indicando a formação de multicamadas no substrato vítreo. Os experimentos de microscopia eletrônica de varredura revelaram boa cobertura do GO depositado sobre o vidro, independente do pH, com exceção do filme depositado em pH 10 de subfase, que apresentou maiores falhas de cobertura. Avaliou-se atividade fotocatalítica do filme LB de GO para degradação do corante rodamina B em solução aquosa. Os experimentos demonstraram que os filmes LB de GO possuem atívidade fotocatlítica comparável àquela do material disperso em solução, tendo ocorrido a degradação de até 43% do corante em 8 h de reação sob iluminação com a luz visível.

Graphene oxide (GO) is a graphene derivative that can be easily obtained through the chemical exfoliation of graphite. Although GO has received considerable attention from the scientific community, few studies have focused on understanding its properties at the air-liquid interface. In this context, monolayer experiments at the air-liquid interface and deposition using the Langmuir-Blodgett (LB) technique can be employed for fundamental and applied studies using ultrathin films of nanomaterials. Thus, the present work used the electrospray technique to spread GO dispersions at the air-liquid interface at different pH values of the aqueous subphase (2.5-10). Experiments of monolayer surface pressure (π) versus surface area at constant temperature revealed the formation of stable monolayers, with no significant change in the pressure versus surface area isotherm profiles. Micrographs obtained with a Brewster angle microscope (BAM) showed the formation of homogeneous monolayers at high surface pressures. The deposited LB films presented TR values >1, indicating the formation of multilayers on the glass substrate. Scanning electron microscopy experiments revealed good coverage of the deposited GO on the glass, regardless of pH, except for the film deposited at pH 10 subphase, which showed more significant coverage failures. The photocatalytic activity of the GO LB film for the degradation of Rhodamine B dye in aqueous solution was evaluated. The experiments demonstrated that GO LB films have photocatalytic activity comparable to that of the material dispersed in solution, with up to 43% of the dye degraded in 8 hours of reaction under visible light illumination.