Dispositivo quimioresistor baseado em Poli(azo-Bismarck Brown Y) para detecção de sulfito

Abstract

O presente estudo tem por objetivo o desenvolvimento de uma plataforma sensorial à base de azopolímero Bismarck Brown Y (poli(azo-BBY)) para determinação de íons sulfito pela mudança do sinal impedimétrico do material. A plataforma sensorial foi construída sobre eletrodo interdigitado de ouro (EID) coberto com uma dispersão contendo Nafion®️ e pó de grafite pela técnica de drop coating para formação de uma membrana condutora entre os dígitos do eletrodo. Posteriormente, foi realizado o recobrimento com o filme de poli(azoBBY) sobre o EID pela técnica de voltametria cíclica (VC). Para análise e estudo dos processos interfaciais no eletrodo modificado e das propriedades físico-química do material sensorial, foi empregada a técnica de análise de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Por meio da EIE, verificou-se que o mecanismo de resposta do quimioresistor com o analito ocorre em duas etapas, primeiramente uma etapa química (EQ), seguida de uma etapa eletroquímica (EE), sendo na EE, foi observada uma diminuição significativa na resistência de transferência de carga em relação ao aumento da concentração de sulfito. A resposta impedimétrica do dispositivo por EIE a 0,1 Hz e pH≈2 apresentou linearidade em uma faixa de 2,25 x 10-4 a 2,44 x 10-3 mol L-1 do analito. A curva analítica para o quimioresistor comprovou a viabilidade da aplicação na determinação de íons sulfito, apresentando sensibilidade (2,78 x 108 kΩ mol L-1) e limite de detecção de 5,67 x 10-5 mol L-1.

The present study aims to develop a sensory platform based on Bismarck Brown Y azopolymer (poly (azo-BBY)) for the determination of sulfite ions by changing the material's impedimetric signal. The sensory platform was built on an interdigitated gold electrode (IDE) covered with a dispersion containing Nafion®️ and graphite powder using the drop coating technique to form a conductive membrane (CM) between the electrode digits. Subsequently, the poly(azo-BBY) film was coated over the IDE by cyclic voltammetry technique (CV). For analysis and study of the interfacial processes in the modified electrode and the physical-chemical properties of the sensory material, the technique of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) analysis was used. By means the EIE, was verified that the response mechanism of the chemiresistor with the analyte occurs in two steps, the first a chemical step (CS), followed by an electrochemical step (ES), in ES was observed a significant decrease in the charge transfer resistance in relation to increase in the sulfite concentration. The device's impedimetric response by EIE at 0.1 Hz and pH≈2 showed linearity in a range of 2.25 x 10-4 to 2.44 x 10-3 mol L-1 of the analyte. The analytical curve for the chemiresistor proved the feasibility of the application in determining sulfite ions, presenting sensitivity (2.78 x 108 kΩ mol L-1) and limit of detection of 5.67 x 10-5 mol L-1.