O que é
A presente invenção trata-se do desenvolvimento de uma metodologia sustentável para o reaproveitamento do manganês, reagente utilizado em excesso no método de Hummers, processo empregado na oxidação do grafite para obtenção de óxido de grafeno (GO), o qual gera um grande volume de resíduo aquoso com alta concentração de íons manganês. A metodologia proposta elimina a etapa de lavagem ao final do método de Hummers, utilizando diretamente a suspensão contendo o GO e todos os subprodutos da síntese. Essa suspensão é submetida a esfoliação, ajuste de pH e redução com boro-hidreto de sódio (NaBH4). A redução promove a conversão de GO em óxido de grafeno reduzido (rGO) e a formação de nanoestruturas de tetraóxido de trimanganês (Mn3O4). O processo de redução é conduzido com menor quantidade de NaBH4, por 30 minutos e à temperatura ambiente, resultando no reaproveitamento de mais de 90 % do manganês e na obtenção do nanocompósito rGO/Mn3O4, de forma que é possível controlar a proporção de rGO/Mn3O4 através do ajuste de pH ou quantidade de NaBH4. Desta forma, obtendo um material de valor industrial, que pode ser aplicado na área de armazenamento de energia, sensoriamento e catálise
Benefícios / Vantagens
A presente invenção oferece uma solução para obtenção de materiais compósitos entre GO ou rGO e nanoestruturas de manganês, especificamente para obtenção do nanocompósito rGO/Mn3O4, através de uma metodologia sustentável. O método de Hummers é o único método existente para produção de grafeno em larga escala, por meio da oxidação do grafite com ácido sulfúrico, nitrato de sódio e permanganato de potássio. O permanganato de potássio é utilizado em excesso, para garantir a oxidação do material. No entanto, é gerada uma grande quantidade de resíduo aquoso, com altas concentrações de manganês, que normalmente é descartado. Além disso, para aplicações que requerem materiais mais condutores, o GO precisa ser reduzido a óxido de grafeno reduzido (rGO), cuja obtenção demanda agentes redutores em grandes quantidades ou altas temperaturas. Diante disso, propõe-se solucionar o problema do resíduo de manganês e da baixa eficiência nos processos de redução por meio de uma metodologia sustentável que possibilita o alto reaproveitamento do manganês e aumenta a eficiência da redução do GO a rGO, obtendo-se o nanocompósito rGO/Mn3O4 com propriedades adequadas para diversas aplicações.
Licenciamento
INFORMAÇÕES DA PATENTE
NÚMERO: BR1020250263564
STATUS: Depositada em 28/11/2025
TITULARES: Universidade Federal do Paraná.
AUTORES: Aldo José Gorgatti Zarbin; Maria Caroline Sohn Gomesl.
CLASSIFICAÇÃO INPI: Química.
PALAVRAS-CHAVE: Sustentabilidade; Grafeno; Método Hummers; Óxidos de Manganês.