ÁREA: Materiais
TÍTULO: ESTUDOS ELETROQUÍMICO E MORFOLÓGICO DE ELETRODOS MODIFICADOS COM POLI(ÁCIDO 2-HIDROXIFENILACÉTICO)
AUTORES: NATÁLIA L. MORAIS (UFU) ; SABRINA N. VIEIRA (UFU) ; ANA G. BRITO-MADURRO (UFU) ; JOÃO M. MADURRO (UFU)
RESUMO: A polimerização de monômeros em eletrodos de grafite e de outros materiais é objeto de interesse em pesquisas. Esses eletrodos modificados têm diversas aplicações como na construção de biossensores e catalisadores. Este trabalho descreve a formação de filmes derivados de ácido 2-hidroxifenilacético por eletropolimerização potenciodinâmica em eletrodos de grafite. O comportamento eletroquímico dos eletrodos modificados foi estudado em solução contendo o par redox Fe2+/Fe3+, e em solução de ácido perclórico livre de monômero. Sua morfologia foi investigada por meio de microscopia eletrônica de varredura.
PALAVRAS CHAVES: ácido 2-hidroxifenilacético, eletropolimerização, morfologia
INTRODUÇÃO: A preparação de uma grande variedade de polímeros condutores tem sido extensivamente investigada devido as suas propriedades eletroquímicas, óticas e elétricas notáveis, sendo que e a possibilidade de formação direta na superfície de um material condutor é uma grande vantagem (FRANCO et al., 2008).
A polimerização eletroquímica constitui uma ferramenta simples e oferece vantagens como alta reprodutibilidade, geração do polímero nos estados dopados e não dopados (CASTRO et al., 2008) e síntese controlada destes compostos para a obtenção de filmes poliméricos. O mecanismo de eletropolimerização de filmes condutores é complexo, e o comportamento deste polímero depende das condições do processo de formação.
Polímeros funcionalizados têm sido estudados devido às suas propriedades de transferência eletrônica, e estes são geralmente compatíveis com moléculas biológicas tendo aplicações potenciais em biossensores (BRITTO-MADURRO et al., 2007).
Este trabalho apresenta a formação eletroquímica e caracterização morfológica de filmes poliméricos derivados de ácido 2-hidroxifenilacético sobre eletrodo de grafite.
MATERIAL E MÉTODOS: Os estudos eletroquímicos foram realizados em cela de três compartimentos. Grafite, platina e eletrodo de Ag/AgCl foram utilizados como eletrodos de trabalho, auxiliar e de referência, respectivamente.
O ácido 2-hidroxifenilacético (2-HFA) foi solubilizado em solução de ácido perclórico. A solução de 2-HFA foi deaerada com nitrogênio ultra puro e transferida para a cela eletroquímica.
Os eletrodos de grafite foram polidos com alumina e depois levados ao banho de ultrassom (Ultrasonic Cleaner 1450 USC) para remoção de partículas residuais. O comportamento eletroquímico dos eletrodos foi analisado em solução contendo Fe2+/Fe3+ e em solução de ácido perclórico. Em seguida, os eletrodos foram levados à cela contendo a solução do monômero em estudo.
As medidas eletroquímicas foram feitas em um potenciostato da CH Instruments Modelo CHI 760C. Para os estudos de formação do filme polimérico, foram realizadas sucessivas varreduras de potencial em diferentes velocidades de varredura. Após a eletrodeposição, os eletrodos modificados foram avaliados em soluções de ácido perclórico e solução de Fe2+/Fe3+.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na primeira varredura de potencial, em todas as velocidades de varredura estudadas, observou-se uma onda irreversível em +0,97 V, atribuída à oxidação do monômero. Para o filme formado a 20 mV.s-1 a partir da segunda varredura, foram observadas duas ondas de oxidação em +0,51V e + 0,66V,e duas ondas de redução em -0,62 V e -0,39 V, atribuídas à formação do polímero. Estudos feitos a 250 e 500 mV.s-1 as ondas de oxidação observadas a partir da segunda varredura se sobrepõem não sendo possível a separação dos potenciais de oxidação, mas as duas ondas de redução observadas são bem definidas em qualquer velocidade de varredura estudada. Com o aumento do número de varreduras de potencial, ocorreu aumento dos picos de oxi-redução.
O comportamento eletroquímico dos eletrodos modificados foi analisado em solução de ácido perclórico, em ausência do monômero. Observou-se aumento na resposta de corrente, bem como aumento de área relativa aos picos de oxi-redução, sugerindo formação de um filme polimérico com maior área superficial para o eletrodo modificado com 2-HFA formado a 20 mV.s-1, se comparado aos outros filmes analisados (Figura 1). Análise feita em solução contendo ferricianeto/ferrocianeto de potássio revela aumento na diferença dos potenciais de oxi-redução, atribuído ao aumento da resistência de transferência de carga devida à presença do material polimérico na superfície do eletrodo.
Pode ser observado na figura 2 que nos estudos de varredura a 20mV.s-1 a superfície de grafite foi recoberta por um material com formas geométricas mais definidas, quando comparado aos filmes formados a 250 e 500 mV.s-1.
CONCLUSÕES: Estes estudos permitem concluir que é possível modificar eletrodos de grafite, por voltametria cíclica, com um novo polímero derivado de ácido 3-hidroxifenilacético, formado em diferentes velocidades de varredura de potencial, e o filme formado a partir de 20 mV.s-1 promove um maior recobrimento da superfície do eletrodo.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao CNPq e FAPEMIG pelo apoio financeiro.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: CASTRO, C. M.; VIEIRA, S. N.; GONCALVES, R. A.; MADURRO, A. G. B.; MADURRO, J. M. 2008. Electrochemical and morphologic studies of nickel incorporation on graphite electrodes modified with polytyramine. Journal of Materials Science, 43: 475-482.
FRANCO, D. L.; AFONSO, A. S.; VIEIRA, S. N.; FERREIRA, L. F.; GONCALVES, R. A.; MADURRO, A. G. B. MADURRO J. M. 2008. Electropolymerization of 3-aminophenol on carbon graphite surface: electric and morphologic properties. Materials Chemistry and Physics, 107: 404-409.
MADURRO, A. G. B.; FERREIRA, L. F.; VIEIRA, S. N.; GOULART, L. R.; MADURRO, J. M. 2007. Immobilization of purine bases in poly-4-aminophenol matrix. Journal of Materials Science, 42: 3238-3243.
