Desenvolvimento de sensor ótico de ambientes ácidos a partir de compósitos do tipo Pani/HDLs

• Published in: Matéria Vol. 29; no. 1
• Main Authors: Raffa, Francine Andrea, Schons, Aline Boarolli, Maria, Arthur Leonhardt Santa, Marangoni, Rafael, Castro, Eryza Guimarães de
• Format: Journal Article
• Language: Portuguese
• Published: Laboratório de Hidrogênio, Coppe - Universidade Federal do Rio de Janeiro; em cooperação com a Associação Brasileira do Hidrogênio, ABH2 2024
• Subjects: CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY; MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY; METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING; ácido Clorídrico; sensor colorimétrico; Polianilina; layered double hydroxides; colorimetric sensor; Polyaniline; hydrochloric acid; hidróxidos duplos lamelares; materiais compósitos; composite materials
• ISSN: 1517-7076; 1517-7076
• DOI: 10.1590/1517-7076-rmat-2023-0237

RESUMO Materiais híbridos formados entre polianilina e hidróxidos duplos lamelares de Zn e Al (Pani/ZnAlHDL) foram obtidos adicionando a Polianilina (Pani) previamente preparada ao meio reacional da síntese dos HDLs e também HDLs modificado com os surfactantes aniônicos dodecilsulfato de sódio e dodecilbenzenosulfato de sódio. Os compósitos apresentaram cor azul que é característica da fase base esmeraldina da Pani. Os difratogramas de raios X destes compostos apresentaram deslocamento dos picos (003) e (006) do ZnAlHDL para menores valores de 2θ, indicando a presença das duas fases nos compósitos. Além disso, foi constatado também que os surfactantes aniônicos também exercem influência nas características estruturais dos compósitos. Os espectros de FTIR corroboram os resultados do DRX. Os compósitos obtidos com os surfactantes foram submetidos à testes de sensor colorimétrico para HCl. Após 5 minutos apenas de exposição aos vapores do HCl, os materiais apresentaram mudança na sua coloração de azul para verde, indicando a formação da fase da Pani, sal esmeraldina. Esse indício foi confirmado por espectroscopia na região do UV-Vis, uma vez que os espectros após interação com ácido, apresentaram novas bandas, nas regiões de 400 nm e 820 nm, que são características do sal esmeraldina, forma estrutural da Pani de coloração verde. Esses resultados mostram a viabilidade da utilização destes materiais no sensoriamento de ambientes ácidos, apresentando resposta rápida e eficaz. ABSTRACT Hybrid materials formed between polyaniline and layered double hydroxides of Zn and Al (Pani/ZnAlHDL) were obtained by adding previously prepared polyaniline (Pani) to the reaction medium during the synthesis of the HDLs, including HDLs modified with the anionic surfactants sodium dodecyl sulfate and sodium dodecylbenzenesulfonate. The composites exhibited a blue color characteristic of the emeraldine base phase of Pani. X-ray diffraction (XRD) patterns of these compounds showed a shift of the peaks (003) and (006) of ZnAlHDL to lower 2θ values, indicating the presence of both phases in the composites. Additionally, it was observed that the anionic surfactants also influence the structural characteristics of the composites. Fourier-transform infrared (FTIR) spectra support the XRD results. Composites obtained with surfactants were subjected to colorimetric sensor tests for HCl. After only 5 minutes of exposure to HCl vapors, the materials changed their color from blue to green, indicating the formation of the Pani emeraldine salt phase. This indication was confirmed by UV-Vis spectroscopy, as spectra after acid interaction showed new bands in the 400 nm and 820 nm regions, characteristic of the emeraldine salt, the green-colored structural form of Pani. These results demonstrate the feasibility of using these materials in acid sensing, providing a rapid and effective response.