Sensor quimiorresistor baseado em nanotubos de carbono para detecção de éter-amina

O desenvolvimento de sensores nanoestruturados tornou-se muito relevante para detecção de substâncias químicas e biológicas, pois utilizam pequenas quantidades de concentrações além de apresentarem fácil manuseio. Assim, no âmbito de detecção e reuso de floculantes em flotação de minério de ferro, foram adquiridos Buckypapers (BPs) baseados em Nanotubos de Carbono de Paredes Múltiplas (NTCPMs) funcionalizados para desempenhar a função sensorial na investigação de amostras contendo água deionizada (AD), éter-amina (EA) e sais (AlCl₃, FeO₄·7H₂O, CaCl₂·2H₂O, MgCl₂·6H₂O) em diferentes pHs. A caracterização morfológica dos BPs por Microscopia Eletrônica de Varredura demonstrou a organização agregada de nanotubos de carbono (NTCs) que se apresentam aleatoriamente na superfície de fenolite. Pelo teste quimiorresistivo, foi possível obter as medidas de resistência elétrica em função do tempo (R × t). Os resultados observados por meio da resposta (em aumento percentual) em função do tempo (segundos) para 3 ciclos contendo cada um 0,1 μL das soluções produzidas a partir de AD, EA, Hidróxido de Sódio (NaOH) e sais, demonstaram que o sensor consegue distinguir as soluções, como também sua diferença de pH, exibindo resposta (%), tempo de resposta (s) e recuperação (s) para cada solução produzida e testada, visto que à medida que o pH aumentou, observou-se um aumento significativo na resposta do sensor, pois a solução contendo 30 ppm EA + sais (pH 9,63) atingiu uma resposta média de 20,14%, tempo médio de resposta de apenas 188,60 s e tempo médio de recuperação de 154,91 s, indicando que o sensor é mais sensível em meios alcalinos. A análise vibracional por Espectroscopia Raman indicou sub-bandas em torno da banda D que resultam do processo de funcionlização química e solubilização dos NTCPMs, assim como também sub-bandas em torno da banda G que estão relacionadas com a vibração dos tubos mais internos e externos. Já com relação às amostras contendo EA e sais, os resultados indicaram transferências de carga entre éter-amina e as camadas mais externas dos NTCs presentes no BP e a presença de sais metálicos influenciou o perfil da banda G, alterando a densidade eletrônica e promovendo distorções locais. O PCA (Análise de componentes principais) indicou que a disposição dos scores consegue distinguir as amostras de 30 ppm EA de maior pH (9,76 e 10,70) e 30 ppm EA + sais (pH 9,63), das amostras de NaOH (pH 9,80 e pH 10,74) e sais (pH 4,73 e pH 9,77), demonstrando indicativo da capacidade de detecção e diferenciação do sistema à Éter-Amina, NaOH e sais. Logo, o sensor nanoestruturado apresentou resultados relevantes para a detecção de EA e aplicação na indústria com o intuito de reaproveitar a EA que não é toda aproveitada.