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ELECTROCHEMICAL BEHAVIOR OF A COMPOSITE MATERIAL OF SOLID BIOPOLYMER ELECTROLYTE FROM CASSAVA STARCH / GRAPHENE OXIDE PREPARED AT DIFFERENT pH.
COMPORTAMIENTO ELECTROQUÍMICO DE UN MATERIAL COMPUESTO DE ELECTROLITO SÓLIDO DE BIOPOLIMERO DE ALMIDÓN DE YUCA / OXIDO DE GRAFENO ELABORADO A DIFERENTES pH.
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Background: Composite materials make it possible to modulate the properties of the source materials and expand their technological potential. In this sense, composite materials made from solid biopolymeric electrolytes and graphene oxide can be an attractive alternative for applications in organic electronics due to their electrochemical properties. Aim: The present work aims to evaluate the electrochemical behavior of a composite material made of solid biopolymeric electrolyte of cassava starch and graphene oxide at different concentrations to determine the effect of this concentration and the pH used in the production process. Methods: The composite material was made from the use of cassava starch plasticized with glycerol, glutaraldehyde, polyethylene glycol and with lithium perchlorate as electrolytes. During the synthesis process, graphene oxide was added in different concentrations (0, 0.25, 0.50, 1.00, 1.25, 1.50, and 1.75 %w/w) to evaluate the effect of the concentration of this component. The synthesis was carried out by thermochemical method with constant heating in an oven at 75 ° C for 48 hours. Films were prepared using synthesis solutions at different pH (5.0 and 9.0). The pH was regulated by adding HCl or NaOH to the synthesis solution as appropriate. Results and Discussion: The results showed that the cassava starch biopolymeric solid electrolyte films without plasticizers were stiff and brittle, so they broke easily. The films with plasticizers and the films of the composite material were stable to the manual traction, allowing their easy manipulation without breaking. The films presented a similar electrochemical behavior in terms of oxide reduction processes; however, the films with graphene oxide presented signals with higher peak currents. Films made at pH 9.0 showed 50 % more intensity in peak currents. The addition of graphene oxide affected the current parameters and peak potentials, being more marked in the films prepared at pH 9.0; at this pH the films with concentrations of graphene oxide lower than 1.00 %w/w presented variable Ep and Ip, while at concentrations of graphene oxide greater than 1%w/w, the behavior did not show significant variations. Conclusions: The addition of graphene oxide modulates or modifies the electrochemical behavior of cassava starch biopolymeric solid electrolyte films, and the processing pH can vary the effect of the graphene oxide addition. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
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Antecedentes: Los materiales compuestos permiten modular las propiedades de los materiales de origen y ampliar sus potencialidades tecnológicas. En este sentido, los materiales compuestos elaborados a partir de electrolitos solidos biopolimericos y oxido de grafeno pueden ser una alternativa atractiva para aplicaciones en la electrónica organica debido a sus propiedades electroquímicas. Objetivo: El presente trabajo tiene como objetivo evaluar el comportamiento electroquímico de un material compuesto elaborado de electrolito solido biopolimerico de almidon de yuca y oxido de grafeno a diferente concentración para determinar el efecto la concentración éste y del pH utilizado en el proceso de elaboración. Métodos: El material compuesto fue elaborado a partir de la utilización de almidón de yuca platificado con glicerol, glutaraldehído, polietilenglicol y con perclorato de litio como electrolito. Durante el proceso de síntesis de adicionó oxido de grafeno en diferentes concentraciones (0, 0.25, 0.50, 1.00, 1.25, 1.50 y 1.75 %p/p) para evaluar el efecto de la concentración de este componente. La síntesis fue realizada mediante método termoquímico con calentamiento constante en un horno a 75 °C durante 48 horas. Se prepararon películas utilizando soluciones de síntesis a diferente pH (5.0 y 9.0). El pH fue regulado por adición de HCl o NaOH a la solución de síntesis según el caso. Resultados y Discusión: Los resultados mostraron que las películas de electrolito solido biopolimerico de almidón de yuca sin plastificantes, fueron rigidas y quegradizas por lo que se rompieron con facilidad. Las películas con plastificantes y las películas de material compuesto fueron estables a la tracción manual, permitiendo su fácil manipulación sin romperse. Las películas presentaron un comportamiento electroquímico similar en terminos de procesos de oxido reducción, sin embargo las películas con oxido de grafeno, presentaron señales con corrientes de pico mayores. Las películas elaboradas a pH 9.0, mostraron un 50 % mas de intensidad en las corrientes de pico. La adición de óxido de grafeno afectó los parámetros de corriente y potenciales de pico, siendo mas marcado en las películas preparadas a pH 9.0, a este pH las películas con concentraciones de oxido de grafeno menores al 1%p/p presentaron Ep y Ip variables, meintras que a concentraciones de oxido de grafeno mayores de 1.00 %p/p, el comportamiento no presentó variaciones significativas. Conclusiones: La adición de oxido de grafeno modula o modifica el comportamiento electroquímico en películas de electrolito solido biopolimerico de almidón de yuca y el pH de elaboración puede hacer variar el efecto de la adición de oxido de grafeno. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
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Introdução: Os materiais compósitos permitem modular as propriedades dos materiais de origem e expandir o seu potencial tecnológico. Nesse sentido, materiais compósitos feitos de eletrólitos sólidos biopoliméricos e óxido de grafeno podem ser uma alternativa atraente para aplicações em eletrônica orgânica devido às suas propriedades eletroquímicas. Objetivo: O presente trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento eletroquímico de um material compósito constituído de eletrólito sólido biopolimérico de amido de mandioca e óxido de grafeno em diferentes concentrações para determinar o efeito dessa concentração e do pH utilizado no processo de produção. Métodos: O material compósito foi feito a partir da utilização de amido de mandioca plastificado com glicerol, glutaraldeído, polietilenoglicol e com perclorato de lítio como eletrólito. Durante o processo de síntese, óxido de grafeno foi adicionado em diferentes concentrações (0, 0,25, 0,50, 1,00, 1,25, 1,50 e 1,75 %p/p) para avaliar o efeito da concentração deste componente. A síntese foi realizada por método termoquímico com aquecimento constante em estufa a 75 ° C por 48 horas. Os filmes foram preparados usando soluções de síntese em diferentes pH (5,0 e 9,0). O pH foi regulado pela adição de HCl ou NaOH à solução de síntese, conforme apropriado. Resultados e Discussão: Os resultados mostraram que os filmes de eletrólito sólido biopolimérico de amido de mandioca sem plastificantes eram rígidos e quebradiços, portanto, quebravam facilmente. Os filmes com plastificantes e os filmes de material compósito foram estáveis ao tracionamento manual, permitindo sua fácil manipulação sem quebrar. Os filmes apresentaram comportamento eletroquímico semelhante em termos de processos de redução de óxido, porém os filmes com óxido de grafeno apresentaram sinais com maiores correntes de pico. Filmes feitos em pH 9,0 mostraram 50% mais intensidade nas correntes de pico. A adição de óxido de grafeno afetou os parâmetros de corrente e potenciais de pico, sendo mais marcante nos filmes preparados em pH 9,0, neste pH os filmes com concentrações de óxido de grafeno menores que 1%p/p apresentaram Ep e Ip variáveis, enquanto que nas concentrações de óxido de grafeno maior que 1.00 %p/p, o comportamento não apresentou variações significativas. Conclusões: A adição de óxido de grafeno modula ou modifica o comportamento eletroquímico de filmes eletrolíticos sólidos biopoliméricos de amido de mandioca e o pH de processamento pode variar o efeito da adição de óxido de grafeno. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
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