O estudo da formação de novos materiais é de grande interesse na atualidade, originados a partir de monômeros que possam ser eletropolimerizados sobre superfícies condutoras, com grande potencial para aplicações em catálise, sensores, baterias, dispositivos fotoluminescentes, etc. Poucos relatos sobre a eletropolimerização de 4-anisidina (4-AN) são encontrados na literatura, sendo este monômero de grande interesse, devido a sua conjugação e funcionalização, e suas possíveis aplicações.

A formação de filmes poliméricos envolve uma das mais simples e importantes técnicas eletroquímicas, a voltametria cíclica (VC), em que se observa uma relação potencial/corrente durante o processo eletroquímico. A microbalança eletroquímica de cristal de quartzo (MECQ) é utilizada para medir as variações de freqüência, as quais são convertidas pela equação de Sauerbrey em variações de massa.

Todos os reagentes utilizados foram de grau analítico e utilizados como recebidos. Os experimentos foram realizados em uma célula eletroquímica de três compartimentos, feita de vidro ou Teflon^R.

Como eletrodos de trabalho foram utilizados eletrodo de ouro, eletrodo de grafite e eletrodo de cristal de quartzo recoberto com filme de ouro em ambas as faces. Platina ou aço inoxidável foram utilizados como eletrodos auxiliares. Como referência foi utilizado eletrodo de Ag/AgCl, KCl (3,0 mol.L^-1). Todas as soluções foram preparadas com água deionizada e o pH, quando necessário, foi ajustado com uma solução de NaOH.

Os eletrodos de trabalho foram polidos mecânica e eletroquimicamente. Em sequência, foram lavados, secos com N₂ ultrapuro e inseridos na célula eletroquímica, contendo solução de 4-AN em H₂SO₄ 0,2mol/L previamente desaerada. Os estudos de crescimento do filme foram realizados por VC e MECQ, variando-se o pH da solução e faixa de potencial utilizada.

Para a caracterização do material formado, foi feita a eletropolimerização em eletrodos de barra de grafite e posteriormente a extração do material formado com acetonitrila. Após seco o material extraído foi utilizado para análises espectroscopicas. MEV foi realizada para análise morfológica dos eletrodos modificados.

A eletropolimerização de 4-AN foi realizada em meio aquoso contendo ácido sulfúrico em dois valores de pH (0,56 e 12,05). Em ambos os meios reacionais, foram observados um pico de oxidação referente ao monômero, o qual diminui de intensidade, e o surgimento de picos redox de intensidade crescente, os quais correspondem ao material eletroativo formado sobre a superfície do eletrodo.

Os resultados obtidos pela MECQ são similares à VC, com um ligeiro deslocamento de potencial dos picos de oxidação e redução. Por meio da equação de Sauerbrey, as variações de freqüência foram convertidas em valores de massa depositada, sendo em meio básico a massa obtida ~9,2x maior que em meio ácido.

As análises por MEV sugerem maior recobrimento da superfície do eletrodo quando a modificação é feita em meio básico, em concordância com os resultados obtidos pela MECQ.

As análises de UV-visível do material formado em ambos os meios, mostram um deslocamento batocrômico das bandas de absorção quando comparadas às bandas de absorção do monômero, indicando aumento na extensão da conjugação. Os espectros de FT-IR dos materiais produzidos indicam a presença de bandas de aminas secundárias, sugerindo que a polimerização ocorre pelo ataque do átomo de nitrogênio ao anel aromático de outra molécula de 4-AN.

Foi possível a formação de materiais derivados de 4-AN sobre a superfície de eletrodos de grafite ou ouro, preparados em meio ácido ou básico. Nas VC das solução contendo 4-AN, em ambos os meios, observa-se um pico de oxidação referente ao monômero, bem como crescimento dos picos redox nas ciclagens seqüentes de potencial, indicando formação de material eletroativo.

Os estudos por MECQ indicam deposição linear de massa em meio ácido, enquanto que em meio básico ocorre um aumento considerável de massa depositada nas primeiras duas varreduras, permanecendo praticamente constante nos ciclos sequenciais. Sendo a massa eletrodepositada em meio básico ~9,2x maior que em meio ácido. A análise morfológica dos eletrodos confirma estes resultados, indicando materiais formados com morfologias diferentes e maior deposição em meio básico.