Desenvolvimento de nano compósitos condutores com base em compostos polifenólicos provenientes da indústria da pasta celulósica

• Autor(a) principal: Gonçalves, Sónia Sofia Leça
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/27063
• topic: Lenhina LignoBoost®; Ácido elágico; Nanotubos de carbono; Poliuretano; Sensor potenciométrico

O licor de cozimento é um dos principais subprodutos da indústria papeleira e a maior fonte natural de compostos aromáticos. Atualmente, é utilizado quase na sua totalidade para queima e reaproveitamento de energia; no entanto, existe cada vez mais a necessidade de reaproveitar os seus constituintes e transformá-los em produtos de maior valor acrescentado. Na sua composição encontra-se a lenhina e os compostos polifenólicos, que possuem grupos hidroxilo, carboxilo e carbonilo. A presença destes grupos torna-os capazes de complexar metais de transição e pesticidas, propriedades valiosas para o desenvolvimento de sensores químicos. Este trabalho teve como objetivo a incorporação de lenhina LignoBoost® e ácido elágico numa matriz polimérica de poli(propileno glicol) para aplicação como camada sensível em sensores potenciométricos. Para tal, procedeu-se à síntese de polímeros que, posteriormente, foram caracterizados em relação a sua estrutura e propriedades elétricas. Para este fim, recorreu-se às técnicas de espectroscopia de infravermelho (FTIR), calorimetria diferencial de varrimento (DSC), termogravimetria (TGA), microscopia eletrónica de varrimento (SEM), medições de condutividade em corrente contínua e espectroscopia de impedância. Após a análise da condutividade dos polímeros verificou-se que estes possuíam o comportamento típico de um material isolante, impossibilitando a sua utilização como membranas sensoriais. Por esta razão foram dopados com nanotubos de carbono de forma a aumentar a sua condutividade elétrica. Verificou-se que a adição de 1,4 %(w/w) leva a um aumento de condutividade até 107 vezes superior para os polímeros baseados em lenhina, não afetando as restantes propriedades do polímero. Seguidamente, procedeu-se às medições potenciométricas dos sensores revestidos com poliuretano com base em lenhina LignoBoost® dopado com 1,4 %(w/w) de NTCs. O estudo da sensibilidade dos sensores foi feito em soluções de vários catiões: sódio, cálcio, cádmio, chumbo, cobre (II), crómio (VI) e mercúrio (II) numa gama de concentração de 1×10-6 a 1×10-3 mol L-1. Foi também analisado a resposta redox do sensor ao par redox Fe(CN)63-/4-. Constatou-se que os sensores apenas apresentam uma resposta nernstiana de 29,4 mV/pM ao catião cobre (II), com um limite de deteção de 1×10-5 M e uma gama de linearidade de 1×10-5 M a 1×10-3 M. Por fim, foi ainda analisado o tempo de vida do sensor, atendendo ao valor da sua resposta ao longo de um mês, verificando-se que ao fim de três semanas a sua resposta tende a diminuir. Através dos resultados obtidos conclui-se que poliuretanos à base de lenhina LignoBoost® dopados com nanotubos de carbono revelam-se materiais promissores para a aplicação em sensores potenciométricos seletivos ao ião cobre (II)