Nanopartículas de Ouro em Fibras Ópticas: Uma Proposta Empírica para Detecção de Sulfeto de Hidrogênio (H2S) por Ressonância Plasmônica

Nome: Adilson Ribeiro Prado
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 07/04/2017
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Maria Jose Pontes Orientador
Moisés Renato Nunes Ribeiro Co-orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Carlos Eduardo Schmidt Castellani Examinador Interno
Eustaquio Vinicius Ribeiro de Castro Examinador Externo
Marcelo Martins Werneck Examinador Externo
Maria Jose Pontes Orientador
Moisés Renato Nunes Ribeiro Coorientador
Renato Rodrigues Neto Examinador Externo

Resumo: O interesse por detectar H2S surgiu em face dos inúmeros acidentes com vítimas fatais registrados em diferentes áreas industriais. O trabalho desenvolvido nesta tese foi a concepção, construção e caracterização de um método inovador de detecção de sulfeto de hidrogênio H2S normalmente encontrado em fase gasosa a temperatura ambiente. O H2S é um gás com
alto grau de letalidade e comumente encontrado na extração de petróleo e na decomposição de material orgânico. A construção do detector foi realizada unindo as vantagens das fibras ópticas de sílica com as potencialidades das nanopartículas de ouro. O princípio fisíco explorado foi a ressonância de plasmon de superfície localizada. A ressonância de plasmon de
superfície localizada é fortemente alterada quando os elétrons livres do metal sofrem algum tipo de perturbação externa. No caso em questão, a forte energia de ligação entre o elemento ouro e o enfroxe foi o fundamento principal para o funcionamento do detector colorimétrico desenvolvido. Todas as etapas de produção do detector foram descritas em detalhes: desde
a síntese das nanopartículas de ouro, tendo como base o método de redução de citrato, ao processo de detecção em fibra, que se deu por fluorescência utilizando um espectrofotômetro portátil com saída em fibra. O processo de aderência das nanopartículas na fibra seguiu um procedimento, originalmente, desenvolvido neste trabalho, pois houve a necessidade de elevar a concentração das nanopartículas na seção circular da ponta clivada, sendo essa uma das variáveis ligadas aos limites de detecção do H2S no meio. Para isso, foram realizados diferentes experimentos com o objetivo de verificar o comportamento da concentração de nanopartículas no limite de detecção do gás de interesse. A faixa de operação do dispositivo obtido ficou entre 0,4 a 2,0 ppm, funcionando em temperatura ambiente sem necessidade de
condicionamento ou rotinas especiais para entrar em operação.

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