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

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