Esta tese de doutorado se concentra no desenvolvimento de novos materiais de carbono, sua caracterização, e aplicação em armazenamento de energia e purificação de água.

Os objetivos específicos deste estudo foram os seguintes:(1) desenvolver métodos para fabricar materiais de carbono com uma estrutura semelhante ao grafeno, de precursores baseados em biomassa baratos e renováveis, (2) melhorar as propriedades do nanomaterial de carbono com dopagem e (3) investigar a aplicabilidade desses materiais no armazenamento de energia e purificação de água.

Os precursores originados da biomassa usados ​​na síntese de nanomateriais de carbono cristalino foram palha de cevada e sacarose. Além disso, SNO nanoestruturado ₂ usado na síntese de SiC / C foi extraído da casca da cevada. Doping, um processo que introduz aditivos nas estruturas do material hospedeiro, foi usado para melhorar as propriedades das estruturas de carbono para a aplicação desejada. Além disso, o estudo fornece uma visão mais profunda sobre a formação do material:fase de cristal, Tamanho, forma, e estado de aglomeração dos seguintes materiais de carbono dopados:composto de nanopartículas de ouro / nanoflores de carbono (AuNP / CNF), nanopartículas de silício revestidas com carbono (Si @ C), carboneto de silício coberto com grafite (SiC @ grafite), e grafeno embutido em ferro (Fe / grafeno).

Observou-se que o recozimento por indução é uma técnica útil na modificação das características do material na ampla faixa de temperatura de 1000 ° C para carbono amorfo a 2400 ° C para carbono grafítico e para obter grandes rendimentos. Também, Verificou-se que SiC / C nanoestruturado em combinação com carbono adicional é um material viável para o crescimento de carbono semelhante ao grafeno ao usar recozimento por indução. A presença de carbono adicional pareceu não interferir na formação do carbono semelhante ao grafeno.

O Si @ C sintetizado foi testado como um material anódico para baterias de íon-lítio. Devido ao revestimento de carbono no silício, demonstrou melhor estabilidade do ciclo de carga / descarga. A aplicabilidade do grafeno dopado com ferro foi testada como adsorvente para remoção de tetraciclina do meio aquoso. Este material apresentou uma adsorção inicial de tetraciclina de 442 mg g-1, que aumentou ainda mais para 660 mg g-1 devido à capacidade de autorregeneração do composto.

A dissertação de doutorado de MSc Arūnas Meščeriakovas, intitulado "Síntese, características e aplicação de estruturas de carbono dopadas, "será examinado na Faculdade de Ciências e Florestas da Finlândia em 4 de junho de 2021 às 12 horas no Auditório Tietoteknia, Kuopio Campus.