Publicação: Desenvolvimento, caracterização e aplicações de folhas condutoras de grafite como eletrodos de trabalho
Carregando...
Tipo do documento
Data
Direito de acesso
Coleções
Área do conhecimento
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::ELETROANALITICA
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Autores
Orientador
Coorientador
Santos, André Luiz dos
Resumo
Folhas flexíveis de grafite, papéis de grafite, folhas de grafite pirolítico ou apenas folhas de grafite são substratos condutores produzidos em grande escala para uso em uma ampla gama de aplicações, como em telecomunicações, iluminação, computadores e periféricos, conversão de energia e semicondutores geradores de calor. Neste trabalho, mostramos, pela primeira vez, que as folhas de grafite (de diferentes fabricantes e diferentes manufaturas) disponíveis comercialmente podem ser utilizadas sem pré-tratamento para a construção de eletrodos descartáveis com excelente desempenho para eletroanálise (comparável ao eletrodo de GC). Onze folhas de grafite diferentes foram avaliadas por diferentes técnicas, como microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia Raman, voltametria cíclica, voltametria de onda quadrada e amperometria. O desempenho dos dispositivos descartáveis foi avaliado usando como sondas eletroquímicas o íon-ferrocianeto, ferroceno, hexaaminrutênio (II), catecol, vanilina e metais (cádmio e chumbo) como analitos modelo. Adicionalmente, o desempenho dos substratos de folhas de grafite também foi estudado na construção de sensores eletroquímicos modificados com nanotubos de carbono de paredes múltiplas. Imagens microscópicas, estimativa de área ativa e espectroscopia de impedância eletroquímica foram as técnicas escolhidas para a caracterização dos eletrodos modificados em estudo. O desempenho desses eletrodos modificados foi avaliado usando a sonda redox hexaaminrutênio (II), além dos analitos dopamina e paraquat. Ao final, os resultados obtidos revelaram a existência de grandes variações entre as diferentes folhas de grafite disponíveis comercialmente. A qualidade dos resultados obtidos com as folhas de grafite depende do tipo e origem do material selecionado como substrato (espessura, homogeneidade e fabricante). Os resultados indicam que algumas folhas de grafite podem ser substituto promissor para o GCE em aplicações eletroanalíticas, pois tem desempenho similar a este eletrodo, porém com um custo centenas de vezes menor.
Abstract
Flexible graphite sheets, graphite paper, pyrolytic graphite sheet or just graphite sheet are conductive substrates produced on a large scale for use in a wide range of applications, such as in telecommunications, lighting, computers and peripherals, power conversion and semiconductor heat generating. In this work, we show, for the first time, that commercially available graphite sheets (from different manufacturers and different thicknesses) can be used without pre-treatment for the construction of disposable electrodes with excellent performance for electroanalysis (comparable to glassy carbon electrode). Eleven different graphite sheets were evaluated by different techniques, such as scanning electron microscopy (SEM), Raman spectroscopy, cyclic voltammetry, square wave voltammetry and amperometry. The performance of the disposable devices was evaluated using the ferrocyanide ion, ferrocene, hexaamminruthenium (II) as redox probes and catechol, vanillin and metals (cadmium and lead) as model analytes. Additionally, the performance of the graphite sheet substrates was also studied for the construction of sensors modified with multi-walled carbon nanotubes. Microscopic images, the estimation of the active area and electrochemical impedance spectroscopy were the techniques selected for the characterization of the modified electrodes. The performance of these modified electrodes was evaluated using the hexaamminruthenium (II) redox probe, and dopamine and paraquat as analytes. At the end, the results obtained revealed the existence of remarkable variations among the different commercially available graphite-shaped sheets. The quality of the results obtained with graphite sheets depends on the type and origin of the material selected as the substrate (thickness, homogeneity, manufacturer). The results indicate that some graphite sheets can be a promising substitute for GCE in electroanalytical applications, as it has similar performance to this electrode, but at a cost hundreds of times lower.
Palavras-chave
Folhas de grafite, Papel de grafite, Folha de grafite pirolítico, Dispositivos eletroquímicos descartáveis, Eletrodos modificados, Nanotubos de carbono, Graphite sheets, Graphite paper, Pyrolytic graphite sheet, Disposable electrochemical devices, Modified electrodes, Carbon nanotubes
Citação
SILVA, Luiz André Juvencio. Desenvolvimento, caracterização e aplicações de folhas condutoras de grafite como eletrodos de trabalho. 2021. 140 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2021.5508
Coleções
Avaliação
Revisão
Suplementado Por
Referenciado Por
Licença Creative Commons
Exceto quando indicado de outra forma, a licença deste item é descrita como Acesso Aberto