Publicação
Avaliação das propriedades eletroquímicas de polímeros de enxofre através de voltametria cíclica
| Resumo: | Neste trabalho foi realizada a avaliação das propriedades eletroquímicas de copolímeros com elevado teor de enxofre, Poli(S-DIB), por voltametria cíclica (CV). Estes materiais poliméricos demonstraram preservar as propriedades eletroquímicas do enxofre com a vantagem de serem processáveis e quimicamente estáveis com potencial para serem usados em cátodos. Os copolímeros foram sintetizados por vulcanização inversa do enxofre elementar (S) com o monómero divinílico, 1,3-diisopropenilbenzeno (DIB). Foram sintetizados copolímeros com diferentes proporções de S-DIB via polimerização por radicais livres (FRP). Adicionalmente, foram obtidos materiais por polimerização radicalar controlada (CRP), nomeadamente a polimerização via transferência de cadeia reversível por adição-fragmentação (RAFT). Posteriormente foi polimerizado o monómero DIB recorrendo a iniciadores multifuncionais. O sistema de CV foi estabelecido usando o par redox Fe2+/Fe3+. A avaliação eletroquímica dos copolímeros por voltametria cíclica foi realizada em eletrólito aquoso e orgânico. No que diz respeito ao eletrólito aquoso, foi utilizada uma solução de ácido perclórico. No eletrólito orgânico foi usado o solvente N,N-dimetilformamida (DMF), aditivado com vários sais. Recorrendo ao eletrólito de DMF e tetrafluoroborato de tetrabutilamonio (TBAB) foi possível comparar as propriedades eletroquímicas dos copolímeros e do enxofre. Foi também analisado o comportamento eletroquímico dos copolímeros na presença do sulfeto de lítio (Li2S). Os copolímeros foram usados como material ativo em cátodos de células eletroquímicas (baterias) na presença de lítio metálico formando um sistema redox Li-S. Estes copolímeros foram também utilizados em contra elétrodos (cátodos) de células sensibilizadas por corantes (DSC) mesclados com materiais condutores (PEDOT:PSS e carbono condutor). Por último, foram avaliadas as suas propriedades óticas de infravermelho, por Espetroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), podendo os copolímeros ser utilizados como material polimérico com elevado índice refrativo (HRIP). |
|---|---|
| Autores principais: | Almeida, Carlos M.F. |
| Assunto: | Enxofre Vulcanização inversa Poli(S-DIB) Voltametria cíclica (CV) Propriedades eletroquímicas Cátodos |
| Ano: | 2015 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Instituto Politécnico de Bragança |
| Idioma: | português |
| Origem: | Biblioteca Digital do IPB |
| Resumo: | Neste trabalho foi realizada a avaliação das propriedades eletroquímicas de copolímeros com elevado teor de enxofre, Poli(S-DIB), por voltametria cíclica (CV). Estes materiais poliméricos demonstraram preservar as propriedades eletroquímicas do enxofre com a vantagem de serem processáveis e quimicamente estáveis com potencial para serem usados em cátodos. Os copolímeros foram sintetizados por vulcanização inversa do enxofre elementar (S) com o monómero divinílico, 1,3-diisopropenilbenzeno (DIB). Foram sintetizados copolímeros com diferentes proporções de S-DIB via polimerização por radicais livres (FRP). Adicionalmente, foram obtidos materiais por polimerização radicalar controlada (CRP), nomeadamente a polimerização via transferência de cadeia reversível por adição-fragmentação (RAFT). Posteriormente foi polimerizado o monómero DIB recorrendo a iniciadores multifuncionais. O sistema de CV foi estabelecido usando o par redox Fe2+/Fe3+. A avaliação eletroquímica dos copolímeros por voltametria cíclica foi realizada em eletrólito aquoso e orgânico. No que diz respeito ao eletrólito aquoso, foi utilizada uma solução de ácido perclórico. No eletrólito orgânico foi usado o solvente N,N-dimetilformamida (DMF), aditivado com vários sais. Recorrendo ao eletrólito de DMF e tetrafluoroborato de tetrabutilamonio (TBAB) foi possível comparar as propriedades eletroquímicas dos copolímeros e do enxofre. Foi também analisado o comportamento eletroquímico dos copolímeros na presença do sulfeto de lítio (Li2S). Os copolímeros foram usados como material ativo em cátodos de células eletroquímicas (baterias) na presença de lítio metálico formando um sistema redox Li-S. Estes copolímeros foram também utilizados em contra elétrodos (cátodos) de células sensibilizadas por corantes (DSC) mesclados com materiais condutores (PEDOT:PSS e carbono condutor). Por último, foram avaliadas as suas propriedades óticas de infravermelho, por Espetroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), podendo os copolímeros ser utilizados como material polimérico com elevado índice refrativo (HRIP). |
|---|