Filmes automontados de amido e óxido de grafeno reduzido por radiação UV para detecção de gases

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Autor(es): dc.contributorPaterno, Leonardo Giordano-
Autor(es): dc.creatorPeregrino, Priscilla Pereira-
Data de aceite: dc.date.accessioned2021-10-14T18:00:22Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2021-10-14T18:00:22Z-
Data de envio: dc.date.issued2020-10-09-
Data de envio: dc.date.issued2020-10-09-
Data de envio: dc.date.issued2020-10-09-
Data de envio: dc.date.issued2018-03-01-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://repositorio.unb.br/handle/10482/39526-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/621351-
Descrição: dc.descriptionDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2018.-
Descrição: dc.descriptionEste trabalho propõe desenvolver filmes ultrafinos de nanocompósitos de amido (AM), óxido de grafeno (GO) e óxido de grafeno reduzido (RGO) e estudar suas propriedades elétricas para aplicação em sensores químicos condutométricos para detecção de gases. O RGO é escolhido porque sua condutividade elétrica é sensível à presença e à concentração de certas substâncias de interesse diverso. O AM é um biopolímero de baixo custo, que apresenta grupos oxigenados compatíveis com o GO e que serve para a estruturação do filme sobre o substrato/eletrodo. Os filmes são depositados pela técnica de automontagem (LbL) sobre substratos de quartzo e lâminas de vidro com microeletrodos interdigitados de ouro e a massa de materiais adsorvidos estimada indiretamente por espectroscopia UV-vis. A redução da fase GO para RGO que visa aumentar a condutividade do filme é realizada por tratamento fotoquímico e avaliada por espectroscopias de absorção UV-vis e Raman. As propriedades elétricas dos filmes são investigadas por medidas de resistência elétrica. Os dados de espectroscopia UV-Vis mostram que a absorbância do filme em aproximadamente 230 nm, referente à fase GO, aumenta linearmente com o número de ciclos de imersão do substrato de quartzo nas suspensões de AM e GO durante a deposição do filme. Isso permite inferir que a cada ciclo de imersão a mesma massa de GO e, por consequência de AM, é depositada. Como o AM é uma espécie eletricamente neutra, mas dotada de grupos hidroxila, interage com o GO por meio de ligação de hidrogênio, hipótese confirmada por espectroscopia no infravermelho (FT-IR). Quando os filmes são submetidos ao tratamento fotoquímico constata-se que a fase GO é gradativamente reduzida a RGO. Por meio de um estudo cinético conduzido por espectroscopia UV-Vis é possível identificar que a reação de redução fotoquímica é de primeira ordem. Além disso, verifica-se que o AM tem papel decisivo na redução, pois em filmes em que o AM é substituído por um polieletrólito catiônico (hidrocloreto de poli (dialil dimetilamônio), PDAC), a cinética, apesar de continuar de primeira ordem, é muito mais lenta. A resistência elétrica dos filmes depositados sobre microeletrodos varia na presença de vapores de diferentes solventes voláteis assim como amônia. Em particular, o comportamento elétrico do filme AM/RGO apresenta a melhor reprodutibilidade entre os filmes testados. O sensor AM/RGO responde reversivelmente por muitos ciclos de operação à presença de etanol e amônia.-
Descrição: dc.descriptionCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).-
Descrição: dc.descriptionIn this work we propose to develop starch (ST), graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (RGO) ultrathin films and to study their electrical properties aiming at the application in chemical sensors. The RGO is chosen because of its electrical properties, which are sensitive to the presence and concentration of certain substances of interest. ST is a low cost biopolymer, which exhibits oxygen groups compatible with GO that help the film assembly on the substrate/electrode. The films are produced by the self-assembly technique (or layer-by-layer) in which quartz and interdigitated microelectrodes stamped on glass substrates are immersed successively into GO and ST suspensions in order to build a bilayered structured film. The mass of adsorbed materials can be indirectly estimated by UV-vis absorption spectroscopy. The reduction of the GO phase to RGO is carried out in order to increase the film’s conductivity. The reduction method involves photochemical reactions and it is evaluated by UV-vis and Raman spectroscopies. The electrical properties of the films are investigated by measurements of the electrical resistance. UV-Vis spectroscopy data show that films’ absorbance at approximately 230 nm, which is due to the GO phase, increases linearly with the number of immersion cycles of the quartz substrate into AM and GO suspensions. This means that at each immersion cycle the same masses of GO and ST are deposited. Since ST is an electrically neutral polymer with hydroxyl groups in its structure, it establishes hydrogen-bonding interactions with GO, as confirmed by FT-IR spectroscopy. When the films are photochemically treated, GO phase is gradually reduced to RGO. By means of a kinetic study conducted by UV-Vis spectroscopy, it is possible to identify that the photochemical reduction is a first order reaction. Moreover, it is found that ST has a crucial role in the reduction, because it is observed that in films in which ST is replaced by a cationic polyelectrolyte (poly (diallyl dimethylammonium hydrochloride), PDAC), the kinetics is much slower. The electrical resistance of films deposited on microelectrodes varies in the presence of vapors of different volatile solvents such as ammonia. In particular, the electrical behavior of the AM/RGO film evaluated in static and dynamic modes shows sensitivity to different concentrations of ammonia and greater reproducibility than other tested films.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Direitos: dc.rightsAcesso Aberto-
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Palavras-chave: dc.subjectAmido-
Palavras-chave: dc.subjectÓxido de grafeno-
Palavras-chave: dc.subjectFilmes ultrafinos-
Palavras-chave: dc.subjectRedução fotoquímica-
Palavras-chave: dc.subjectSensores químicos-
Título: dc.titleFilmes automontados de amido e óxido de grafeno reduzido por radiação UV para detecção de gases-
Tipo de arquivo: dc.typelivro digital-
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