Utilização da espectroscopia Raman em estudos de sistemas eletroquímicos: eletrorredução de dióxido de carbono, eletrossíntese de fibras de polianilina nano-estruturadas, semipassivação de superfícies metálicas com salicilato

Resumo

O presente projeto propõe a utilização da espectroscopia Raman através dos seus efeitos de intensificação Raman Ressonante e SERS (Surface Enhanced Raman Scattering) para o estudo de sistemas eletroquímicos, a saber, a eletrorredução do dióxido de carbono, a eletrossíntese de polianilina nano-estruturada e a semipassivação de superfícies metálicas para subsequente eletropolimerização de polipirrol. A redução do dióxido de carbono a produtos que possam ser utilizados para produção de energia ou como precursores na indústria química é de muito interesse atual. A redução eletroquímica apresenta a vantagem de possibilitar uma grande especificidade da reação. Na literatura são encontradas várias propostas mecanísticas diferentes para a reação, o que denota a falta de um consenso geral e a necessidade de estudos mecanísticos mais aprofundados. As técnicas espectroscópicas estão, certamente, entre as mais valiosas Da busca de informações fundamentais sobre a reação. Propõe-se, portanto, o estudo in situ da reação por SERS, em diferentes condições experimentais. A segunda parte do trabalho trata de estudos eletroquímicos envolvendo polímeros condutores. Será realizada a síntese eletroquímica de polianilina com a utilização de moldes nanométricos, a fim de se obter fibras nano-estruturadas do polímero, as quais apresentam, segundo dados da literatura, propriedades mais favoráveis do que o polímero pão-estruturado. O material será caracterizado morfologicamente e por espectroscopia Raman. Além da caracterização espectroscópica do material, pretende-se observar se é possível diferenciar, por espectroscopia Raman, PAni nano-estruturada de PAni sem estruturação nanométrica. Outro estudo proposto é a eletropolimerização do polipirrol em eletrodos de cobre modificados com salicilato. O sistema cobre/salicilato também será estudado, pois apresenta características interessantes, formando uma camada semipassivadora, ou seja, que inibe a dissolução do metal, mas permite a polimerização do polipirrol. Filmes de pollímeros condutores sobre metais comuns têm se apresentado como bons candidatos para utilização na indústria, como agentes anticorrosão. O projeto é suportado pelo conhecimento da candidata em eletrocatálise e espectro-eletroquímica, pela experiência do Laboratório de Espectroscopia Molecular, LEM, na área de espectroscopia vibracional e a familiarização do grupo da supervisora na caracterização espectroscópica de polianilinas e derivados. O Instituto de Química da USP tem grande parte da infraestrutura para a realização deste projeto (acaba de receber na chamada multiusuário FAPESP um Field Emission Scanning Electron Microscope). Caso seja necessário, enviado um projeto para utilização dos microscópios eletrônicos do LME no LNLS caracterização morfológica das superfícies SERS-ativas e das amostras de polímeros condutores. (AU)