Funcionalização de nanofibras de carbono em fase gasosa

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Neste trabalho estudou-se o processo de incorporação de grupos funcionais, também denominado por funcionalização, de nanofibras de carbono, do tipo stacked cup ou helical ribbon. Para a introdução de grupos oxigenados, utilizou-se ar ozonizado, enquanto que para a introdução de grupos azotados se utilizou a amoxidação (misturas de ar-amoníaco) e vapores de decomposição de ureia. As nanofibras comerciais, (fabricadas pelo Grupo Antolín) foram submetidas primeiro a um tratamento de desmineralização em fase líquida com ácido clorídrico para reduzir a quantidade de matéria mineral, na sua maior parte compostos de níquel, já que estes interferem na caracterização. As amostras foram caracterizadas usando várias técnicas: Método de Boehm, TG-TPD-MS (termogravimetria de massa), XPS e FTIR. O processo utilizando ozono permitiu funcionalizar a superfície com grupos de oxigénio tais como o carbonilos e carboxilos. O processo de funcionalização com amoníaco permitiu aumentar a percentagem mássica de azoto com o aumento do tempo de amoxidação. Este tratamento permitiu-nos introduzir um teor reduzido de aminas alifáticas, amidas e outros compostos nitro, provavelmente devido às altas temperaturas utilizadas, que provocaram a degradação dos grupos azotados. O processo utilizando ureia permitiu introduzir algumas aminas e grupos azotados, especialmente para as amostras curadas em azoto e preparadas com maior percentagem mássica de ureia.