Filmes finos, transparentes e multifuncionais de nanocompósitos entre nanotubos de carbono e azul da Prússia

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Nossol, Edson
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1884/36122
Resumo: Orientador : Prof. Dr. Aldo José Gorgatti Zarbin
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spelling Nossol, EdsonUniversidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em QuímicaZarbin, Aldo José Gorgatti, 1968-2014-09-30T15:34:38Z2014-09-30T15:34:38Z2013http://hdl.handle.net/1884/36122Orientador : Prof. Dr. Aldo José Gorgatti ZarbinTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 28/02/2013Inclui referênciasResumo: Este trabalho relata a preparação de filmes homogêneos, transparentes e eletroativos de filmes nancompósitos do tipo nanotubo de carbono/azul da Prússia. A eletrossíntese de nanocubos de azul da Prússia (AP) sobre as paredes dos nanotubos de carbono (NTCs) foi realizada através de uma reação heterogênea entre os íons ferricianeto em solução e as espécies de ferro intrinsecamente presentes na amostra de NTCs. Os nanocompósitos resultantes apresentaram uma forte interação entre o AP e os nanotubos de carbono, aumentando a estabilidade e melhorando as propriedades redox do AP. A eletrodeposição do AP e a interação química entre o AP e os nanotubos de carbono foram testadas através de voltametria cíclica, difração de raios X e espectroeletroquímica no UV-Vis e Raman. Visando a uma melhor compreensão do mecanismo de eletroformação do azul da Prússia nos nanotubos de carbono, realizou-se o monitoramento da deposição e do seu comportamento redox através de técnicas eletroquímicas in situ. A utilização das técnicas de microbalança de cristal de quartzo, ressonância de plásmons de superfície e microscopia eletroquímica forneceu informações importantes referentes a mudanças na massa de AP depositada sobre os NTCs, índice de refração na região interfacial eletrodo/eletrólito e dependência da atividade superficial com o potencial aplicado, respectivamente. A microscopia eletrônica de varredura mostrou alterações de tamanho e morfologia durante a formação eletroquímica do AP, e também confirmou que o AP cresce preferencialmente nas paredes dos nanotubos de carbono. O filme compósito nanotubo de carbono/azul da Prússia se apresentou como um material multifuncional, sendo demonstrada sua aplicação como sensor de H2O2 com uma sensibilidade muito elevada e limites de detecção muito baixos (4,60x10-9 mol L-1); como um novo material eletródico para o tratamento de amostras de água, usando diferentes processos do tipo Fenton e como dispositivo eletrocrômico, com um ótimo tempo de resposta e excelente estabilidade frente à aplicação de vários saltos duplos de potencial.Abstract: This work reports the preparation of homogeneous, transparent and electroactive films of carbon nanotube/Prussian blue nanocomposites. Prussian blue (PB) electrosynthesized as nanocubes over the carbon nanotubes (CNTs) walls was carried out through a heterogeneous reaction between ferricyanide ions in solution and the iron-species intrinsically present on the CNT sample. The resulting nanocomposites showed intimate contact between PB and CNTs, which improved the stability and redox properties of PB. The electrodeposition of PB and the chemical interaction between PB and CNTs were attested by cyclic voltammetry, Xray diffraction, UV-Vis and Raman spectroelectrochemistry. Aiming a better understanding of the Prussian blue electroformation mechanism on carbon nanotubes, our attention was focused on monitoring the deposition and redox behaviour by in situ electrochemical techniques. The utilization of quartz crystal microbalance, electrochemical surface plasmon resonance and scanning electrochemical microscopy provided important information about the changes in the PB mass loading onto the carbon nanotubes, refractive index into the interfacial region electrode/electrolyte during PB oxidation and reduction and dependence of superficial activity with the potential applied, respectively. Scanning electron microscopy showed size and morphologies changes during the electrochemical formation of PB, and confirmed that PB grows preferentially over CNTs walls. The carbon nanotube/Prussian blue composite film presented as a multifunctional material, showing its application as H2O2 sensor with a very high sensitivity and low detection limits (4.60x10-9 mol L-1); as a new electrode material for environmental treatment of water samples using diferent Fenton processes; and as a eletrochromic device, with a good response time and excelent stability upon the aplication of several double potential cycles.135f. : il. algumas color., tabs., grafs.application/pdfDisponível em formato digitalTesesQuímicaFilmes finos, transparentes e multifuncionais de nanocompósitos entre nanotubos de carbono e azul da Prússiainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - EDSON NOSSOL.pdfapplication/pdf3906793https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/36122/1/R%20-%20T%20-%20EDSON%20NOSSOL.pdf623d0517239114ccd602672579b5d55dMD51open accessTEXTR - T - EDSON NOSSOL.pdf.txtR - T - EDSON NOSSOL.pdf.txtExtracted Texttext/plain259071https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/36122/2/R%20-%20T%20-%20EDSON%20NOSSOL.pdf.txtff04115976ff89fc4ed5cc4fdbd3f5afMD52open accessTHUMBNAILR - T - EDSON NOSSOL.pdf.jpgR - T - EDSON NOSSOL.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1287https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/36122/3/R%20-%20T%20-%20EDSON%20NOSSOL.pdf.jpg930c949749ab7dccce4831ddeaaaf5a2MD53open access1884/361222016-04-07 10:11:13.181open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/36122Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082016-04-07T13:11:13Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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