Estudo das variáveis de síntese e o efeito nas propriedades eletroquímicas da polianilina - Freire, Ernane Rodrigues (Universidade Federal do Amazonas, 2020)
Existe uma busca crescente por energia limpa e renovável, que deve ser acompanhada pelo desenvolvimento de dispositivos eficientes de armazenamento de energia. Um dispositivo de grande interesse é o capacitor eletroquímico, especificamente, os pseudocapacitores que utilizam uma variedade de materiais como PANI ou óxidos metálicos como eletrodos. A PANI é um polímero intrinsecamente condutor que pode ser sintetizada pela rota química ou eletroquímica. A primeira é a mais adequada para se obter um polímero com alto peso molecular, o que é primordial para a aplicação sugerida. Nesse intuito, este trabalho apresenta os resultados de estudos das variações das concentrações do agente dopante, agente oxidante e temperatura de síntese química da PANI para futuras aplicações eletroquímicas. Os materiais obtidos foram caracterizados por MEV, espectroscopia de UV-vis, FTIR, voltametria cíclica (-0,2 a 1,2 V), carga/descarga galvanostática e impedância eletroquímica. As caracterizações estruturais e ópticas comprovaram a obtenção do polímero no estado condutor para todas as condições de sínteses. As análises morfológicas revelaram a diminuição do tamanho de grânulos conforme o aumento da concentração de ácido sulfúrico (agente dopante). Enquanto que a segunda variável de síntese mostrou tamanhos menores de grânulos na concentração de 2,5 mol.L-1 de PSA (agente oxidante). Já a variação de temperatura apresentou grânulos na superfície de nofibras nas temperaturas de síntese de -5 e 0°C, em contrapartida, ocorreu a formação de estruturas na forma de placas em 5°C. Os estudos por voltametria cíclica mostraram diferentes respostas para cada condição de síntese, tendo potenciais dos estados redox da PANI de acordo com a literatura e ausência de picos redox em outras condições, em sua maioria, observou-se processos até a velocidade de varredura de 25 mV.s-1. A capacitância calculada por voltametria atingiu os maiores valores em 224, 271, 328,2 F.g-1, respectivamente, 0,5 mol.L-1 de ácido sulfúrico, 3,5 mol.L-1 de PSA e 0°C, a 10 mV.s-1. Os maiores valores de capacitância calculadas por carga/descarga foram para as mesmas condições. E pela impedância, todas as amostras mostraram a presença de semicírculo com baixa resistência a transporte de carga e bons efeitos capacitivos.