Banca de DEFESA: GABRIEL DOS SANTOS VASCONCELOS

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : GABRIEL DOS SANTOS VASCONCELOS
DATA : 02/06/2025
HORA: 09:30
LOCAL: Presencial
TÍTULO:

Síntese e estudo do óxido de alta entropia (Fe₀.₂Ni₀.₂Co₀.₂Al₀.₂Zn₀.₂)₃O₄ pelo método sol-gel assistido por polivinilpirrolidona (PVP) e sua aplicação como eletrocatalisador para a reação de evolução de oxigênio (OER)

PALAVRAS-CHAVES:

Espinélio de alta entropia, reação de evolução de oxigênio (OER), (Fe₀.₂Ni₀.₂Co₀.₂Al₀.₂Zn₀.₂)₃O₄, caracterização estrutural, espectroscopia Mössbauer, propriedades magnéticas.

PÁGINAS: 95
RESUMO:

Os óxidos de alta entropia (HEO’s, do inglês High entropy oxides) têm se destacado como uma classe promissora de materiais funcionais devido às suas propriedades eletroquímicas e magnéticas ajustáveis, com potencial aplicação em catálise, armazenamento de energia e dispositivos eletrônicos. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo a síntese e caracterização detalhada do óxido de alta entropia (Fe₀.₂Ni₀.₂Co₀.₂Al₀.₂Zn₀.₂)₃O₄, denominado HEO-600, sintetizado a 600 ºC pelo método sol-gel assistido por polivinilpirrolidona (PVP). Amostras adicionais foram produzidas em temperaturas superiores 800, 1000, 1050 e 1100 ºC, evidenciando a formação de fases cristalinas distintas, incluindo estruturas do tipo espinélio e sal-gema. A caracterização estrutural e composicional foi realizada por diversas técnicas, incluindo difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG) com espectroscopia de energia dispersiva (EDS), espectroscopia de fotoelétrons por raios X (XPS) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Os resultados da análise por XPS confirmaram a composição equimolar dos elementos na amostra HEO-600, enquanto a análise por EDS revelou uma distribuição homogênea dos cátions, corroborando a formação de uma solução sólida homogênea. As micrografias por TEM evidenciaram partículas bem dispersas e não agregadas, com um tamanho médio de 9,2 nm. A investigação das propriedades magnéticas da amostra HEO-600 foi realizada por espectroscopia Mössbauer, magnetometria de corrente contínua (DC) e magnetometria de corrente alternada (AC). O espectro Mössbauer indicou que os íons de ferro estavam distribuídos entre os sítios tetraédricos (A) e octaédricos (B) na proporção de 43% e 57%, respectivamente, confirmando uma estrutura espinélio parcialmente invertida. As medições de susceptibilidade magnética (DC e AC) revelaram um comportamento superparamagnético à temperatura ambiente, além da presença de uma fase tipo vidro de spin, com temperatura de transição em 206 K. Essa fase magnética foi suprimida sob um campo externo de aproximadamente 4300 Oe, evidenciando a complexidade das interações magnéticas no sistema. Além da caracterização estrutural, foram realizadas análises espectroscópicas e eletroquímicas para avaliar o potencial da amostra HEO-600 como catalisador na reação de evolução de oxigênio (OER). As análises de espectroscopia no ultravioleta-visível (UV-vis) e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) forneceram informações adicionais sobre a configuração vibracional do sistema e as ligações químicas presentes no óxido. Os experimentos eletroquímicos demonstraram que a amostra HEO-600 apresenta um desempenho promissor para OER, com um sobrepotencial de 358 mV a uma densidade de corrente de 10 mA cm⁻². Esse valor indica uma atividade catalítica competitiva em comparação com outros materiais baseados em óxidos de alta entropia de metais de transição. Dessa forma, este trabalho contribui significativamente para o avanço no entendimento das propriedades estruturais, magnéticas e eletroquímicas dos óxidos de alta entropia. Os resultados obtidos não apenas ampliam o conhecimento sobre a correlação entre síntese, estrutura e propriedades desses materiais, mas também ressaltam seu potencial para aplicações tecnológicas em catálise eletroquímica, especialmente na conversão e no armazenamento de energia renovável.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - ***.121.804-** - UILAME UMBELINO GOMES - UFRN
Interno - 2414250 - MEYSAM MASHHADIKARIMI
Externo ao Programa - 1674707 - MARCO ANTONIO MORALES TORRES - UFRNExterna à Instituição - ARIADNE DE SOUZA SILVA - IFRN
Externo à Instituição - RAFAEL ALEXANDRE RAIMUNDO