Composto eletrossintetizado de polianilina e goma arábica para detecção colorimétrica de vapor de amônia

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i9.31469

Palavras-chave:

PAni; Polissacarideo; Síntese eletroquímica; Compósito.

Resumo

A polianilina (PAni) é um polímero condutor com propriedades colorimétricas, que pode ser combinada com biopolímeros para formar novos materiais compósitos. Esses materiais podem ser usados ​​como sensor/indicador colorimétrico na identificação de diferentes tipos de analitos. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um filme de PAni e goma arábica (GA) por método eletroquímico para avaliar seu potencial de uso em um sensor colorimétrico para vapor de amônia (NH3). O compósito PAni/GA foi preparado por polimerização eletroquímica em superfície de ouro utilizando a técnica de voltametria cíclica. A estabilidade dos filmes foi avaliada em ácido (HCl 0,1 mol L-1) após 25 ciclos de imagem. A solução de goma arábica fortemente acidificada (pH 0,0) e uma velocidade de varredura de 10 mV s-1 causaram maior densidade de corrente na formação do filme. A morfologia dos filmes foi observada por MEV e a presença de trincas em sua estrutura pode favorecer a entrada de gases. A resposta do compósito na presença de NH3 foi medida usando um colorímetro. O compósito PAni/GA é uma ferramenta promissora e rápida para uso em sensores colorimétricos na detecção de NH3.

Biografia do Autor

Maria Roniele Félix Oliveira, Universidade Estadual do Ceará

Methodology, Formal analysis, Investigation

Referências

Anju, V. P., Jithesh, P. R., & Narayanankutty, S. K. (2019). A novel humidity and ammonia sensor based on nanofibers/polyaniline/polyvinyl alcohol. Sensors and Actuators A: Physical, 285, 35–44. https://doi.org/10.1016/J.SNA.2018.10.037

Babaladimath, G., Vishalakshi, B., & Nandibewoor, S. T. (2018). Electrical conducting Xanthan Gum-graft-polyaniline as corrosion inhibitor for aluminum in hydrochloric acid environment. Materials Chemistry and Physics, 205, 171–179. https://doi.org/10.1016/J.MATCHEMPHYS.2017.11.008.

Cornelsen, P. A., Quintanilha, R. C., Vidotti, M., Gorin, P. A. J., Simas-Tosin, F. F., & Riegel-Vidotti, I. C. (2015). Native and structurally modified gum arabic: Exploring the effect of the gum’s microstructure in obtaining electroactive nanoparticles. Carbohydrate Polymers, 119, 35–43. https://doi.org/10.1016/J.CARBPOL.2014.11.020.

Eiras, C., et al. (2001). Nanocompósitos eletroativos de poli-o-metoxianilina e polissacarídeos naturais, Quimica Nova, 30 5, 1158–1162. 10.1590/s0100-40422007000500020.

Gonçalves, J. P., de Oliveira, C. C., da Silva Trindade, E., Riegel-Vidotti, I. C., Vidotti, M., & Simas, F. F. (2021). In vitro biocompatibility screening of a colloidal gum Arabic-polyaniline conducting nanocomposite. International Journal of Biological Macromolecules, 173, 109–117. https://doi.org/10.1016/J.IJBIOMAC.2021.01.101.

Guimard, N. K., Gomez, N., & Schmidt, C. E. (2007). Conducting polymers in biomedical engineering. Progress in Polymer Science, 32(8–9), 876–921. https://doi.org/10.1016/J.PROGPOLYMSCI.2007.05.012.

Hussain A. M. P., & Kumar, A. (2003). Electrochemical synthesis and characterization of chloride doped polyaniline, Bulletin of materials science, 26 3, 329–334. 10.1007/BF02707455.

Ji, R., Shi, W., Wang, Y., Zhang, H., & Min, J. (2020). Nondestructive estimation of bok choy nitrogen status with an active canopy sensor in comparison to a chlorophyll meter. Pedosphere, 30(6), 769–777. https://doi.org/10.1016/S1002-0160(20)60037-6.

Kumar, L., Rawal, I., Kaur, A., & Annapoorni, S. (2017). Flexible room temperature ammonia sensor based on polyaniline. Sensors and Actuators B: Chemical, 240, 408–416. https://doi.org/10.1016/J.SNB.2016.08.173.

Kukla, A. L., Shirshov, Y. M., & Piletsky, S. A. (1996). Ammonia sensors based on sensitive polyaniline films. Sensors and Actuators B: Chemical, 37(3), 135–140. https://doi.org/10.1016/S0925-4005(97)80128-1

Macdiarmid, A. G., Chiang, J. C., Richter, A. F., & Epstein, A. J. (1987). Polyaniline: a new concept in conducting polymers. Synthetic Metals, 18(1–3), 285–290. https://doi.org/10.1016/0379-6779(87)90893-9

Macedo, L. L., Vimercati, W. C., Araújo, C. D., Maradini Filho, A. M., Saraiva, S. H., & Teixeira, L. J. (2021). Banana liqueur made with yacon syrup: evaluation of stability during maturation. Brazilian Journal of Food Technology, 24, 1-11. 10.1590/1981-6723.03120.

Mattos, L. L. (2016). Eletrodos de polianilina para aplicação em pseudocapacitores. Universidade Federal de Santa Catarina. https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/168131

Mattoso, L. H. C. (1996). Polianilinas: Síntese, Estrutura e Propriedades, Química Nova, 19 4, 388–399.

Nicolas-Debarnot, D., & Poncin-Epaillard, F. (2003). Polyaniline as a new sensitive layer for gas sensors. Analytica Chimica Acta, 475(1–2), 1–15. https://doi.org/10.1016/S0003-2670(02)01229-1.

OLIVEIRA, M. R. F. (2020). (nano)compósitos baseados em polissacarídeo de goma de cajueiro incorporado a polipirrol e polianilina para o desenvolvimento de sensores, Universidade Estadual do Ceará.

Oliveira, R. C., Romero, F. B., Alves, C. R., Biswas, A., Cheng, H. N., & Furtado, R. F. (2019). Filmes de polianilina (pani) eletropolimerizados sobre superfície de ito para uso como indicador colorimétrico para detecção da amônia; polimerização de filmes de pani como indicador da presença de amõnia., Revista da Universidade Vale do Rio Verde, 17 1, 1–9. 10.5892/ruvrd.v17i1.5615.

Petrov, P., Georgiev, G., Momekova, D., Momekov, G., & Tsvetanov, C. B. (2010). UV-assisted grafting of polymers: A method towards biocompatible carbon nanotubes. Polymer, 51(12), 2465–2471. https://doi.org/10.1016/J.POLYMER.2010.04.033.

Quintanilha, R. C., Orth, E. S., Grein-Iankovski, A., Riegel-Vidotti, I. C., & Vidotti, M. (2014). The use of gum Arabic as “Green” stabilizer of poly(aniline) nanocomposites: A comprehensive study of spectroscopic, morphological and electrochemical properties. Journal of Colloid and Interface Science, 434, 18–27. https://doi.org/10.1016/J.JCIS.2014.08.006.

Shi, Z., Phillips, G.O., & Yang, G. (2013). Nanocellulose electroconductive composites. Nanoscale, 5 8, 3194-201 . 10.1039/c3nr00408b

Sinha, S., & Kaur, G. (2019). Potential applications of advanced biosensor systems for the real-time monitoring of wastewater treatment plants. Tools, Techniques and Protocols for Monitoring Environmental Contaminants, 75–94. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814679-8.00004-2

Stejskal, J., & Gilbert, R. G. (2002). Polyaniline. Preparation of a conducting polymer (IUPAC technical report). Pure and Applied Chemistry, 74(5), 857–867. https://doi.org/10.1351/PAC200274050857/MACHINEREADABLECITATION/RIS

Sulaiman, M. G. M., & AL-Farga, A. (2020). Synthesis of Gum Arabic-g-polyaniline using diode laser. International Journal of Biological Macromolecules, 161, 848–853. https://doi.org/10.1016/J.IJBIOMAC.2020.06.111.

Tanguy, N. R., Thompson, M., & Yan, N. (2018). A review on advances in application of polyaniline for ammonia detection. Sensors and Actuators B: Chemical, 257, 1044–1064. https://doi.org/10.1016/J.SNB.2017.11.008. DOI: 10.1016/j.snb.2017.11.008.

Tassanawat, S., Phandee, A., Magaraphan, R., Nithitanakul, M., & Manuspiya, H. (2007). pH-Sensitive PP/Clay Nanocomposites for Beverage Smart Packaging. 2nd IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems, 478–482. 10.1109/NEMS.2007.352062 478-482.

Thambidurai, S., & Pandiselvi, K. (2018). Polyaniline/Natural Polymer Composites and Nanocomposites. Polyaniline Blends, Composites, and Nanocomposites, 235–256. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-809551-5.00009-6

Veras, T. N. (2020). Characterization and DFT calculation of poly(m-anisidine) synthesized with different dopant acids ( m -ani). Journal of Molecular Structure, 1201, 127182. 10.1016/j.molstruc.2019.127182

Wang, W., Li, M., Li, H., Liu, |Xinghai, Ting Guo, Zhang, G., & Xiong, Y. (2017). A renewable intelligent colorimetric indicator based on polyaniline for detecting freshness of tilapia. Packaging Technology and Science, 31, 133- 140. https://doi.org/10.1002/pts.2358

Xu, H., Li, X., & Wang, G. (2015). Polyaniline nanofibers with a high specific surface area and an improved pore structure for supercapacitors. Journal of Power Sources, 294, 16–21. https://doi.org/10.1016/J.JPOWSOUR.2015.06.053.

Zhou, K. L., Wang, H., Jiu, J. T., Liu, J. B., Yan, H., & Suganuma, K. (2018). Polyaniline films with modified nanostructure for bifunctional flexible multicolor electrochromic and supercapacitor applications. Chemical Engineering Journal, 345, 290–299. https://doi.org/10.1016/J.CEJ.2018.03.175

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Publicado

05/07/2022

Como Citar

FREIRE, G. A.; MIRANDA, K. W. E.; GONZAGA, M. L. da C.; OLIVEIRA, M. R. F.; CASTELO, R. M.; SILVA, L. C. da .; OLIVEIRA, M. de A.; ALVES, C. R.; FURTADO, R. F. . Composto eletrossintetizado de polianilina e goma arábica para detecção colorimétrica de vapor de amônia. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 9, p. e15911931469, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i9.31469. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/31469. Acesso em: 30 jun. 2024.

Edição

Seção

Ciências Exatas e da Terra