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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40351| Título: | Estudos eletroquímicos em filmes de polianilina |
| Título(s) alternativo(s): | Electrochemistry studies in polyaniline films |
| Autor(es): | Campos, Rômulo Ribas de |
| Orientador(es): | Rodrigues, Paula Cristina |
| Palavras-chave: | Polianilinas Lignina Detectores Impedância (Eletricidade) Eletroquímica Polímeros condutores Polyanilines Lignin Detectors Impedance (Electricity) Electrochemistry Conducting polymers |
| Data do documento: | 27-Fev-2026 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | CAMPOS, Rômulo Ribas de. Estudos eletroquímicos em filmes de polianilina. 2026. Dissertação (Mestrado em Químíca) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2026. |
| Resumo: | A presente dissertação aborda estudos eletroquímicos em filmes de polianilina (PANI), com especial ênfase na investigação de suas propriedades quando combinados com lignina (LIG), visando aplicações em sensores eletroquímicos. Inicialmente, são apresentados os fundamentos teóricos dos polímeros condutores, destacando a estrutura e os estados de oxidação da PANI, bem como a importância da lignina como componente sustentável e abundante. Os métodos experimentais incluem a preparação dos filmes de PANI e PANI/lignina, caracterizados por técnicas como espectroscopia no infravermelho (IV), UV-vis, voltametria cíclica e impedânciometria. A voltametria cíclica carece de sensibilidade para detecção das diferentes concentrações dos íons utilizados. Os resultados demonstram a influência da lignina na modificação das propriedades eletroquímicas da PANI e as técnicas de UV-vis e Infravermelho possibilitaram a sugestão da interação entre PANI e LIG. Além disso, a dissertação explora a resposta dos filmes de PANI e seus compósitos frente a presença de diferentes íons metálicos, como Fe³⁺ e Cd²⁺, avaliando o potencial de aplicação como sensores para detecção desses analitos em solução aquosa. Os diagramas de Nyquist obtidos por espectroscopia de impedância evidenciam mudanças na resistência e capacitância dos sistemas em função da composição do filme e do eletrólito. A sensibilidade da técnica de espectroscopia de impedância possibilitou a detecção de diferentes concentrações dos íons Fe3+ utilizados, porém pela complexidade do eletrodo polimérico ser poroso causou dificuldade de avaliar os diagramas de Nyquist e optou-se por apresentar os resultados preliminares do compósito 95PL (95% de PANI e 5% de LIG) e o íon Fe3+ apenas. Modelos de circuitos equivalentes são discutidos para melhor compreensão dos mecanismos de transporte de carga. Por fim, o trabalho ressalta o papel dos materiais poliméricos condutores em dispositivos sensores, indicando que a incorporação de lignina pode representar uma estratégia viável para aprimorar a sensibilidade e seletividade para o íon Fe3+, além de contribuir para o desenvolvimento de sensores mais sustentáveis e de baixo custo. Os resultados alcançados reforçam a relevância da pesquisa em polímeros condutores e abrem novas perspectivas para aplicações ambientais e tecnológicas. |
| Abstract: | This dissertation addresses electrochemical studies on polyaniline (PANI) films, with special emphasis on investigating their properties when combined with lignin, aiming at applications in electrochemical sensors. Initially, the theoretical fundamentals of conductive polymers are presented, highlighting the structure and oxidation states of PANI, as well as the importance of lignin as a sustainable and abundant component. The experimental methods include the preparation of PANI and PANI/lignin films, characterized by techniques such as infrared spectroscopy (IR), UV-vis, cyclic voltammetry, and impedance spectroscopy. Cyclic voltammetry lacks sensitivity for detecting different concentrations of the ions used. The results demonstrate the influence of lignin on the modification of the electrochemical properties of PANI, and UV-vis and infrared techniques have enabled the suggestion of interaction between PANI and LIG. The results demonstrate the influence of lignin on the modification of the electrochemical properties of PANI. In addition, the dissertation explores the response of PANI films and their composites to the presence of different metal ions, such as Fe³⁺ and Cd²⁺, evaluating their potential application as sensors for detecting these analytes in aqueous solution. The Nyquist diagrams obtained by impedance spectroscopy show changes in the resistance and capacitance of the systems as a function of the composition of the film and the electrolyte. The sensitivity of the impedance spectroscopy technique enabled the detection of different concentrations of the ions Fe3+ used. However, due to the complexity of the porous polymeric electrode, it was difficult to evaluate the Nyquist diagrams, and it was decided to present the preliminary results of the 95PL composite (95% PANI and 5% LIG) and the Fe3+ ion only. Equivalent circuit models are discussed for a better understanding of the charge transport mechanisms. Finally, the study highlights the role of conductive polymeric materials in sensor devices, indicating that the incorporation of lignin may represent a viable strategy for improving sensitivity and selectivity for the Fe3+ ion, as well as contributing to the development of more sustainable and low-cost sensors. The results achieved reinforce the relevance of research into conductive polymers and open up new perspectives for environmental and technological applications. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40351 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Química |
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