Dispositivos sensores de gases baseados no compósito nanotubos de carbono/polianilina

Abstract

Resumo: Neste trabalho são apresentados os estudos de propriedades morfológicas, ópticas e elétricas de filmes compósitos de nanotubos de carbono (NTC) e polianilina (PANI) e sua aplicação em dispositivos sensores de gás amônia (NH3). Foram sintetizados filmes compósitos de NTC/PANI com quatro diferentes proporções, mantendo-se constante a quantidade de NTC e variando a quantidade de anilina para polimerização, num total de quatro proporções, e cada proporção dopada de três diferentes formas. Análises ópticas (espectroscopia Raman e por UV-Vis) indicaram a presença tanto de NTC quanto PANI nos compósitos, além de confirmar o processo de dopagem. Análises morfológicas (MEV e AFM) indicaram a formação dos filmes, e o aumento de irregularidades e rugosidade com o aumento da quantidade de PANI no compósito. Análises elétricas com dispositivos sensores baseados nestes compósitos indicaram alta sensitividade (valores de até 419 ± 44 %) e baixos tempos de resposta (valores mínimos de 75 ± 16 s) e recuperação (valores mínimos de 379 ± 25 s) a 1000 PPM de amônia em ar.

Abstract: In this work is present the studies of morphological, optical and electrical properties of Carbon Nanotubes (CNT) and polyaniline (PANI) composite films, and its application in ammonia (NH3) gas sensing devices. CNT/PANI composite films with four different proportions were synthesized, keeping constant the amount of CNT and varying the amount of aniline at the polymerization. A total of four ratios were synthesized, each proportion doped in three different ways. To confirm the presence of CNT and PANI in the composites, and confirming the doping process, optical analyzes (Raman and UV-Vis) were performed. Morphological analyzes (SEM and AFM) indicated the film formation, the increase of the irregularities and roughness with the increasing amount of PANI in the composite. Electrical analyzes of devices based on these composites showed a high sensitivity (values up to 419 ± 44 %), low response times (minimum values of 75 ± 16 s) and low recovery times (minimum values of 379 ± 25 s) to 1,000 PPM of ammonia in air.