Title

Adição de ácido tânico em fibras de poliacrilonitrila para produção de mantas de carbono

Addition of tannic acid to polyacrylonitrile fibers for the production of carbon mats

Authorship

SOUZA, THAÍS STEPHANY SILVA DE; PEREA, GERALDINE NANCY RODRÍGUEZ; JUNIOR, JOSÉ MARCELO FARIA DE QUEIROZ; LABAT, GISELE APARECIDA AMARAL; SANTOS, ÉSOLY MADELEINE BENTO DOS; BRAGHIROLI, FLAVIA LEGA; VITORAZI, LETÍCIA

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SANTOS, ÉSOLY MADELEINE BENTO DOS

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BRAGHIROLI, FLAVIA LEGA

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DOI

10.5151/2594-5327-43834

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Abstract

Fibras (nano ou submicrométricas) de carbono obtidas a partir de poliacrilonitrila (PAN) têm se destacado em aplicações como adsorção, filtração e armazenamento de energia devido à sua elevada área superficial e estabilidade química. Neste trabalho, foram produzidas mantas de PAN, com fibras submicrométricas, e de PAN incorporada com ácido tânico (AT) por meio da técnica de Fiação por Sopro em Solução (FSS). O objetivo foi avaliar a influência de AT sobre a estrutura química e sobre as transformações ocorridas no material durante a pirólise em 700 °C. As amostras foram caracterizadas por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e por análise de rendimento após a carbonização. Os espectros das mantas precursoras apresentaram as bandas características do PAN, associadas principalmente aos grupos nitrila (C≡N), além das bandas atribuídas ao AT, confirmando sua incorporação à matriz polimérica. Após a carbonização, observou-se redução significativa do número de bandas, indicando a decomposição do material de partida e a formação de uma estrutura rica em carbono. As amostras contendo AT apresentaram espectros mais simplificados e maior rendimento de carbono, sugerindo que o aditivo favoreceu a formação de uma estrutura mais homogênea e termicamente mais estável.

Carbon fibers (nanoor submicrometer-sized) derived from polyacrylonitrile (PAN) have attracted considerable attention for applications such as adsorption, filtration, and energy storage due to their high surface area and chemical stability. In this work, PAN mats composed of submicrometer fibers and PAN mats containing tannic acid (TA) were produced using the Solution Blow Spinning (SBS) technique. The objective was to evaluate the influence of TA on the chemical structure and on the transformations occurring in the material during pyrolysis at 700 °C. The samples were characterized by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and carbon yield analysis after carbonization. The spectra of the precursor mats exhibited the characteristic PAN bands, mainly associated with nitrile groups (C≡N), as well as bands attributed to TA, confirming its incorporation into the polymer matrix. After carbonization, a significant reduction in the number of absorption bands was observed, indicating the decomposition of the precursor material and the formation of a carbon-rich structure. The samples containing TA exhibited simpler spectra and higher carbon yields, suggesting that the additive promoted the formation of a more homogeneous and thermally stable structure.

Keywords

poliacrilonitrila, ácido tânico, mantas de carbono, FTIR

polyacrylonitrile, tannic acid, carbon mats, FTIR