Feltro de fibra de carbono ativado microporosa a partir de fibras PAN têxtil Brasileira: preparação, caracterização e aplicação como eletrodo de supercapacitor.
Fibras de carbono ativado (FCA)
são conhecidas por ser um excelente material
adsorvente devido sua elevada cinética de
adsorção e facilidade de manuseio. As FCA
podem ser produzidas a partir da fibra de
poliacriolonitrila e mesmo processo utilizado na
fabricação de fibras de carbono, acoplando-se
uma etapa de ativação ao final do processo.
Neste trabalho é descrito a produção,
caracterização química/morfológica e potencial
aplicação de feltros de fibra de carbono ativado
(FFCA), produzidos a partir de fibra PAN têxtil
nacional em um equipamento experimental.
Fibras PAN de 5.0 dtex em cabo de 200 mil
filamentos foram oxidadas termicamente e
utilizadas como matéria prima para a produção
de feltro. O feltro de fibra PAN oxidada (FFPO) foi
colocada em um porta-amostra, especialmente
desenhado, e inserido em um forno tubular
elétrico, carbonizado (900 °C) e em seguida
ativado em atmosfera de CO2 a 1000 °C. Todas
as etapas foram feitas na maior taxa possível e
as caracterizações foram feitas por isotermas de
N2 a 77 K, a química de superfície foi analisada
por titulação de Bhoem. Os resultados mostram
um material essencialmente microporoso (poros
< 3,2nm, concentrados em 1,2 nm) e 1300
m2 de área específica. O material produzido
apresentou forte indicativo de aplicação como
eletrodo de supercapacitor.
Feltro de fibra de carbono ativado microporosa a partir de fibras PAN têxtil Brasileira: preparação, caracterização e aplicação como eletrodo de supercapacitor.
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DOI: 10.22533/at.ed.3201925064
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Palavras-chave: Fibra de carbono ativada; feltro ativado; eletrodo supercapacitor
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Keywords: activated carbon fiber; activated felt, supercapacitor electrodes.
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Abstract:
Activated carbon fibers (ACF) are known as excellent adsorbent materials
due to their fast adsorption rate and easy handling characteristic. The ACF can be
manufactured from the polyacrylonitrile fiber, based on an usual carbon fibers (CF)
production process accomplished by an additional activation process. The aim of the
present work is to describe the production, chemical/morphological characterization
and application potentiality of activated carbon fiber felt (ACFF) produced from textile
PAN fiber, using a set of homemade equipment. The 5.0 dtex PAN fiber tow with 200
thousand filaments was oxidized and used as raw material for felt production. The
oxidized PAN fiber felt (OPFF) was displaced in a special sample holder, carbonized
(900 °C) and then activated in CO2 atmosphere at 1000 °C in an electric tubular furnace.
All steps of the process were performed as fast as possible, and characterization was
done by 77 K N2 isotherms, adsorption isotherms in liquid phase, scanning electronic
microscope, X-ray diffraction and surface chemistry by Bhoem methodology. The
results confirmed the production of essentially microporous (pore < 3.2 nm, centered
on 1.2 nm) and 1,300 m2 g-1 surface area. The ACFF produced have demonstrated a
strong potential application as electrode supercapacitor.
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Número de páginas: 15
- Aline Castilho Rodrigues
- Andres Cuña
- Nestor Tancredi
- Eduardo Munhos
- Heide Heloise Bernardi
- Mauricio Ribeiro Baldan
- jossano saldanha marcuzzo
