Síntese de matrizes cerâmicas de oxicarbeto de silício (SiCO) derivadas de polímeros híbridos orgânico-inorgânicos e avaliação como materiais eletródicos em medidas voltamétricas
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Costa, Beatriz Helena
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Resumo
Resumo: Neste trabalho foram produzidos materiais cerâmicos de oxicarbeto de silício derivados de polímeros híbridos orgânico-inorgânicos a partir da pirólise controlada de polissiloxanos ligados por reticulantes orgânicos como polímeros precursores, para posterior avaliação como materiais eletródicos em medidas voltamétricas Três polímeros híbridos foram sintetizados, o primeiro (P1) foi preparado por reação de hidrosililação entre poli(metilhidrossililoxano) (PMS) e divinilbenzeno (DVB) em quantidade estequiométrica; o segundo (P2), obtido pela mesma reação, mas com excesso de DVB (6% (m/m)) e o terceiro (P3), também com 6% (m/m) de DVB, envolvendo simultaneamente as reações de hidrossililação e radicalar As respectivas cerâmicas foram obtidas por pirólise dos polímeros precursores sob atmosfera de argônio nas temperaturas de 1, 12 e 15 ºC, e codificadas como C1, C2 e C3 de acordo com o respectivo polímero precursor e temperatura de pirólise Para caracterização dos polímeros precursores foram empregadas espectroscopia vibracional no infravermelho (ATRFTIR) e análise termogravimétrica (TGA), enquanto que os materiais cerâmicos foram caracterizados por ATR-FTIR, difratometria de raios X (XRD), Raman e fisiossorção de gás nitrogênio a 77 K Para o estudo eletroanalítico foram construídos eletrodos de pasta na proporção 8:2 (m/m) de material cerâmico e óleo mineral (Nujol) A voltametria cíclica foi empregada para detecção de diuron e ferrocianeto de potássio para determinação da áreas eletroativas (Ae) e parâmetros cinéticos como concentração superficial (?), coeficiente de transferência de carga (a) e constante de velocidade de transferência eletrônica (Ks) Os coeficientes de difusão (D) foram determinados por medidas de cronoamperometria Os polímeros precursores apresentaram diferentes graus de reticulação conforme a reação envolvida e proporção de fração orgânica na matriz polimérica Os materiais obtidos a 1 e 12 ºC apresentaram perfis amorfos e fase de carbono livre (Clivre) mais desorganizada, enquanto que os materiais cerâmicos obtidos a 15 ºC apresentaram fases semicondutoras de SiC, as quais intensificaram conforme o aumento da proporção de Clivre, e áreas específicas maiores do que àqueles pirolisados a 1 e 12 ºC Os eletrodos de trabalho que apresentaram corrente foram aqueles contendo os materiais obtidos a 15 ºC, os quais tiveram valores de corrente e parâmetros eletroanalíticos (Ae, ?, a e Ks) superiores ou semelhantes ao eletrodo de carbono vítreo (CV) Os eletrodos que exibiram maiores respostas voltamétricas foram aqueles contendo os materiais C1 e C2 obtidos a 15 ºC, sendo as melhores respostas obtidas para C1, enquanto que C3_15 teve um resultado menos satisfatório, porém muito semelhante ao CV Provavelmente a degradação parcial dos anéis aromáticos em P1 gerou segmentos condutores na matriz, ocasionando em um melhor desempenho voltamétrico de C1 em relação a C2, o qual apresentou regiões com maior desordem devido ao excesso de DVB A degradação da cadeia orgânica de P3 possibilitou a formação da fase de Clivre mais desorganizada e com mais defeitos, justificando seu menor desempenho voltamétrico, Diante disso, a rota de síntese, proporção da fração orgânica e temperatura de pirólise impactaram diretamente nos desempenhos voltamétricos dos materiais Contudo, os materiais cerâmicos obtidos a 15 ºC foram promissores para serem empregados como materiais eletródicos para detecção de diuron
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Palavras-chave
Química, Pirólise, Polímeros precursores, Voltametria, Diuron, Chemistry, Pyrolysis, Precursor polymers, Voltammetry, Diuron