Eletrodos De Carbono Cerâmico Modificados Com Óxido Misto De Estanho E Nióbio Com Potencial Aplicação Como Sensores Eletroquímicos

Christiana Andrade Pessôa, Juliane Rutckeviski Ciórcero, Guilherme Bonifácio Rosa, Sérgio Toshio Fujiwara

Resumo


A inserção de óxidos mistos em eletrodos de carbono cerâmico a partir do processo sol-gel pode proporcionar materiais com alta pureza e homogeneidade, sem a segregação de fases e alta estabilidade, combinando as propriedades mecânicas e químicas da sílica gel com as propriedades químicas dos óxidos metálicos (MxOy). Esse recurso pode fornecer ao dispositivo propriedades interessantes, uma vez que a distribuição homogênea dos óxidos, pode minimizar a resistividade proporcionada pela rede de sílica. Além disso, a inserção de sítios ácidos possibilita a imobilização de diferentes mediadores de elétrons, os quais permanecem estáveis sobre a superfície dos ECC, aumentando a seletividade e sensibilidade de tais eletrodos. Desta forma, neste trabalho teve-se como objetivo incorporar o pentóxido de nióbio (Nb2O5) no ECC/SiO2-SnO2, de modo reduzir ainda mais a resistência elétrica interna da matriz de sílica, obtendo-se o eletrodo de carbono cerâmico, designado como ECC/SiO2-SnO2-Nb2O5. O material obtido foi caracterizado por espectroscopia de FTIR, a qual indicou que a rede de SiO2 é pouco perturbada pelo incorporação dos óxidos, mostrando evidências da formação da ligação Si-O-M (onde M=Sn ou Nb), a qual foi corroborada pela técnica de XPS. Espectros Raman evidenciaram um aumento da relação de intensidade entre as bandas D e G (ID/IG), indicando que a medida que os óxidos são inseridos na estrutura da SiO2, ocorre um aumento do grau de desordem do sistema. A partir das técnicas morfológicas, MEV e EDS evidenciou-se que o Sn e o Nb mostraram-se bem distribuídos pela superfície. O ECC/SiO2-SnO2 e o ECC/SiO2-SnO2-Nb2O5 apresentaram melhores respostas voltamétricas que os sistemas sem a adição destes (ECC/SiO2), apresentando um processo difusional de transferência de massa e com respostas de corrente estáveis após 100 ciclos voltamétricos, com variação de Ipa e Ipc abaixo de 5%. Tais resultados demonstram a potencialidade de utilização destes materiais no desenvolvimento de sensores.

Palavras-chave


eletrodos de carbono cerâmico, óxidos mistos, óxido de estanho, óxido de nióbio e sensores eletroquímicos



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