Carbetos metálicos são compostos binários (metal-carbono) que apresentam ótimas características físicas e químicas, como resistência a corrosão, estabilidade química em diversos meios, alta dureza e boas propriedades magnéticas e catalíticas. Estes materiais são aplicados como supercapacitores, agentes de contraste em biomedicina, armazenamento magnético e, mais recentemente, como catalisadores ativos ou suportados em remediação ambiental e conversão de energia - por exemplo, em sínteses Fischer-Tropsch e hidrogenação de CO_x - e como eletrocatalisadores para reações de quebra de água e evolução de hidrogênio e oxigênio. A síntese de carbetos é comumente realizada em fornos, composta de várias etapas e elevadas temperaturas (acima de 800 ^oC). O grafeno e seus materiais derivados vêm sendo amplamente utilizados como catalisadores ou suporte ativo em catalisadores nanoestruturados em razão de suas propriedades térmicas, elétricas, mecânicas e elevada área de superfície e capacidade de adsorção. Neste trabalho, nanopartículas (NP) de carbetos metálicos M_xC_y (com M = Fe, Co, Ni, Mo e W) foram quimicamente sintetizadas a 340 ^oC via reação de decomposição térmica de acetilacetonatos e carbonis metálicos mediada por oleilamina. Os materiais sintetizados foram caracterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de transmissão, magnetometria de amostra vibrante à temperatura ambiente e espectroscopias Raman e infravermelho. As condições de síntese foram estudadas e ajustadas resultando na obtenção de nanopartículas de carbetos de Fe, Co e Ni e nanopartículas ultra-pequenas de carbetos de Mo e W. Para o caso dos precursores de Fe, Co e Ni na forma de acetilacetonatos metálicos, a presença de íons brometo no meio de reação se mostrou essencial para a obtenção da fase carbeto. A presença de íons Ni²⁺, utilizados na forma de NiBr₂ ou Ni(acac)₂, favoreceu a formação da fase carbeto de ferro e cobalto, além de apresentar efeito na diminuição do tamanho das nanopartículas, ao contrário do tempo de reação que aumentou o tamanho das nanopartículas. Através de uma pequena modificação neste processo de síntese, foi possível sintetizar materiais híbridos de óxido de grafeno reduzido (rGO): rGO/NP de carbetos (Fe, Co, Ni, Mo e W) ou rGO/NP metálica (Fe, Co e Ni) via redução in situ de óxido de grafeno (GO) a rGO. Duas metodologias de etapa única foram usadas na preparação dos materiais híbridos: syn-grafenização (SG), onde as NP são formadas concomitantemente à redução do GO a rGO, e pós-grafenização (PG), na qual as NP são formadas inicialmente com posterior incorporação das folhas de rGO durante a redução do GO no meio de reação. O método de SG foi eficiente para produzir os materiais híbridos rGO/NP de carbetos de Mo e W. Para Fe, Co e Ni, no entanto, o sistema não mostrou poder redutor e/ou de carburação para promover a redução do GO e a formação da fase carbeto, resultando em materiais híbridos de rGO/NP metálicas de Fe, Co e Ni. A metodologia de PG foi então ajustada para esses três metais, resultando na formação dos materiais híbridos rGO/NP de carbetos de Fe, Co e Ni. Os materiais obtidos apresentam significativa estabilidade e serão testados como catalisadores suportados em trabalhos futuros.

Metallic carbides are binary compounds (carbon-metal) that have excellent physical and chemical characteristics such as corrosion resistance, chemical stability in various media, high hardness and good magnetic and catalytic properties. These materials are applied as supercapacitors, contrasting agents in biomedicine, magnetic storage, and more recently, as active catalysts or supported in environmental remediation and energy conversion - for example, in Fischer-Tropsch syntheses, COx hydrogenation - and as electrocalizers for water breakdown and evolution of hydrogen and oxygen reactions. Carbide synthesis is commonly carried out in ovens, involving several steps and high temperatures (above 800^oC). Graphene and its derived materials have been widely used as catalysts or active support in nanostructured catalysts due to their thermal, electrical, mechanical properties and high surface area and adsorption capacity. In this work, metal carbides nanoparticles (NP) MxCy (with M = Fe, Co, Ni, Mo and W) were chemically synthesized at 340^oC via oleylamine-mediated thermal decomposition reaction of acetylacetonates and metal carbonyls. The synthesized materials were characterized by X-ray diffraction, transmission electronic microscopy, room temperature vibrant sample magnetometry and Raman and infrared spectroscopies. The synthesis conditions were studied and adjusted resulting in carbide nanoparticles of Fe, Co and Ni and ultra-small carbides nanoparticles of Mo and W. For the Fe, Co and Ni precursors, in the form of metal acetylacetonates, the presence of bromide ions in the reaction medium proved to be essential for obtaining the carbide phase. The presence of Ni²⁺ ions, used in the form of NiBr2 or Ni(acac)₂ favored the formation of the iron and cobalt carbides phases, in addition to decreasing the size of the nanoparticles, in contrast to the reaction time which increased the size of the nanoparticles. Through a small modification in this synthesis process, it was possible to synthesize reduced graphene oxide (rGO) hybrid materials: rGO/NP of carbides (Fe, Co, Ni, Mo and W) or metallic rGO/NP (Fe, Co and Ni) via in situ reduction of graphene oxide (GO) to rGO. Two single-step methodologies were used in the preparation of the hybrid materials: syn-graphenization (SG), where NP are formed concomitantly with the reduction of GO to rGO and post-graphenization (PG), in which NP are initially formed with subsequent incorporation in the rGO sheets during GO reduction in the reaction medium. The SG method was efficient to produce the rGO/NP hybrid materials of Mo and W carbides. For Fe, Co and Ni, however, the system did not show reducing and/or carburizing power to promote the reduction of GO and formation of the carbide phase, resulting in rGO/ NP hybrids materials of metallic Fe, Co and Ni. The PG methodology was then adjusted for these three metals, resulting in the formation of the rGO/NP hybrid materials of Fe, Co and Ni carbides. The materials obtained have significant stability and will be tested as supported catalysts in future work.