Detecção SERS de inibidores de corrosão utilizando nanopartículas de Au e Ag imobilizadas sobre substratos de celulose

Abstract

A corrosão, especialmente a que ocorre em aço, pode causar múltiplos transtornos, danos e prejuízos econômicos nas mais diferentes atividades, devido à deterioração causada em diferentes materiais. Processos relacionados à corrosão nas indústrias de petróleo e petroquímica acarretam enormes prejuízos na cadeia produtiva como um todo. A utilização de inibidores de corrosão é um dos métodos mais utilizados para o controle e diminuição de processos corrosivos nessas indústrias. Tanto inibidores de corrosão quanto inibidores de incrustação podem estar presentes na água produzida durante a extração de óleo, que é um subproduto na exploração de petróleo, possuindo então uma matriz bastante complexa, com diversas substâncias orgânicas e inorgânicas, sendo potencialmente danosa para o meio ambiente caso o descarte não aconteça de maneira correta. No Brasil, o descarte da água produzida é regulamentado pela norma 393/2007 do CONAMA, que limita o teor de óleos e graxas (TOG) a uma concentração média mensal máxima de 29 mg L-1 , com um valor diário máximo de 42 mg L-1 . Nesse cenário, a espectroscopia SERS surge com um grande potencial para análise de inibidores de corrosão, especialmente os presentes na água de produção, devido ao fato da técnica possuir elevada sensibilidade a analitos orgânicos, além de fornecer importantes informações vibracionais das moléculas estudadas. O presente trabalho utilizou suporte de papel (celulose) para AuNP e AgNP imobilizadas em diferentes concentrações para a construção de substratos SERS de alto desempenho, que foram estudados para a detecção dos inibidores de corrosão comerciais benzotriazol, benzimidazol e L-metionina. Entre os substratos construídos, a imobilização de AgNP sobre celulose mostrou a melhor resposta para aplicação da técnica SERS aos inibidores de corrosão a baixas concentrações. Experimentalmente, foi verificado que a densidade de potência do laser utilizado (λ0= 632,8 nm) deve ser baixa, para evitar possível a degradação dos analitos. Utilizando uma potência nominal de 5 mW da linha de um laser de He-Ne em 632,8 nm, obtiveram-se espectros do inibidor de corrosão com alta relação sinal/ruído (S/R) em concentrações baixíssimas como 1,0×10-7 mol L-1 para o benzotriazol. Esses resultados indicam que é possível obter espectros SERS em concentrações baixíssimas de inibidores nos substratos de AgNP/papel. Para os inibidores de corrosão benzimidazol e L-metionina os espectros obtidos tiveram intensificação do sinal Raman utilizando AgNP, no entanto o processo de fotodegradação e formação de carbono amorfo não permitiu a obtenção de espectros com alta relação sinal/ruído.