Nanocompósitos de nanotubos de carbono e hexacianoferrato de níquel para aplicação em sensores eletroquímicos

Abstract

Para isso foram estudadas as respostas voltamétricas das amostras de NiHCNFe em nanotubos de carbono, na presença de potássio. A preparação do nanocompósito se dá por meio de três etapas. A primeira delas é a deposição eletroforética de uma camada fina de nanotubos de carbono sobre aço inox. A segunda etapa é o recobrimento dos CNT’s com níquel via eletrodeposição. Em sequência, para obter a estrutura NiHCNFe/CNT suportados em aço inox, é necessário realizar voltametrias cíclicas (CV- Ciclic Voltametry) nos filmes de Ni/CNT/aço em um eletrólito contendo íons de ferrocianeto. As características morfológicas desta estrutura foram estudadas através de imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). A composição das amostras foi investigada através da técnica de espectroscopia Raman. As propriedades eletroanalíticas do nanocompósito NiHCNFe/CNT foram investigadas via CV’s, em eletrólitos com diferentes concentrações de Potássio. Para uma mesma concentração do eletrólito, também foram feitas CV’s variando a taxa de varredura do potencial. A influência do CNT nas propriedades eletroanalíticas do NiHCNFe foi investigada comparando as respostas voltamétricas dos nanocompósitos com a dos filmes finos de NiHCNFe. Observou-se que para uma mesma concentração do eletrólito e velocidade de varredura, as amostras contendo NiHCNFe/CNT/aço apresentam maior sensibilidade e estabilidade na presença de potássio, apresentando valores medidos de corrente cerca de 10 mA mais elevados.

In this work, carbon nanotubes (CNT) and nickel hexacyanoferrate (NiHCNFe) nanocomposites were prepared and characterized, looking for an application on electrochemical sensors. For this, the voltammetric responses of NiHCNFe deposited on carbon nanotubes samples, in the presence of potassium were studied. The preparation of this nanocomposites is done in tree steps. The first step is the electrophoretic deposition of a thin layer of CNT on stainless steel. The second step is the coating of CNT’s with nickel. Then, to obtain the structure NiHCNFe/CNT supported on stainless steel it is necessary to perform a ciclic voltammetry in the Ni/CNT/steel film in an electrolyte containing a ferrocyanide. The morphological characteristics of this structure were studied by images obtained by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The composition of the samples was investigated by Raman Spectroscopy. The electroanalytical properties of nanocomposite NiHCNFe/CNT were investigated by CV’s in electrolytes with different concentrations of potassium. We also made CVs varying the potential scan rate, while keeping the electrolyte concentration constant. The influence of the CNT in the electroanalytical properties of NiHCNFe was investigated by comparing the voltammetric response of nanocomposites with those of NiHCNFe thin film. It is possible see that for the same electrolyte concentration and scan rate, samples containing NiHCNFe/CNT/steel have greater sensitivity and stability in relation to NiHCNFe/steel thin film.