Microplastic pollution has become an increasingly relevant issue in recent years and
thus there have been many studies on the analysis of these microparticles regarding their
identification. The most used techniques for this purpose are Fourier-Transform Infrared
Spectroscopy (FT-IR) and Raman Microspectroscopy (RM). X-ray Photoelectron Spectroscopy
(XPS) is also utilised, although a lot less frequently because of its limitations
when working with polymers, such as accumulation of charge on the sample, limited
spectral resolution to identify specific functional groups and the difficulties associated
with analysing a non-uniform sample, which is inevitable when working with microparticles.
However, XPS is a highly surface sensitive technique and can be very useful in MP
analysis. Namely, the application of XPS in this area is the study subject of this thesis.
In this work, three industrial plastics were analysed with XPS: PVC, PA6 and PET.
Reference samples of the indium substrate and the three plastics were prepared and
analysed. The resulting spectra were fitted in accordance with literature. Afterwards, the
relationship between the coverage of plastic in a sample and the signal intensities was
studied by performing a calibration for each of the plastics, for which several samples
were prepared with different percentages of coverage. As an additional necessary step,
the thicknesses of the indium oxide-hydroxide and hydrocarbon contamination layers
covering the metallic bulk indium were measured in order to properly account for the
line intensity of indium, which was then used for the calibration. This way, a procedure is
established for the quantification of different plastic particles deposited atop the indium
surface.A poluição de microplásticos tem-se tornado um problema cada vez mais relevante
nos últimos anos e, por isso, tem havido muitos estudos sobre a análise de micropartículas
no que toca à sua identificação. As técnicas mais utilizadas para este propósito são
a Espetroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IR) e Microespetroscopia
de Raman (RM). A Espetroscopia de Fotoeletrões com Raios-X (XPS) também é
usada, embora muito menos frequentemente devido às suas limitações a trabalhar com
polímeros, tais como acumulação de carga na amostra, resolução espetral limitada para
identificação de grupos funcionais específicos e as dificuldades associadas com a análise
de uma amostra não-uniforme, o que é inevitável quando se trabalha com micropartículas.
Contudo, XPS é uma técnica altamente sensível à superfície e pode ser muito útil na
análise de microplásticos. Nomeadamente, a aplicação de XPS nesta área é o objeto de
estudo desta tese.
Neste trabalho, foram analisados três plásticos industriais: PVC, PA6 e PET. Foram
preparadas e analisadas amostras de referência do substrato de índio e dos três plásticos.
Os espetros resultantes foram ajustados de acordo com a literatura. De seguida, foi estudada
a relação entre a cobertura de superfície pelo plástico numa amostra e a intensidade
do sinal ao realizar uma calibração para cada um dos plásticos, para a qual foram preparadas
várias amostras com diferentes percentagens de cobertura. Adicionalmente, foram
medidas as espessuras das camadas de óxido-hidróxido de índio e de contaminação por
hidrocarbonetos que cobrem o volume metálico de índio com o objetivo de considerar
apropriadamente a intensidade da linha de índio, que foi depois utilizada na calibração.
Deste modo, é estabelecido um procedimento para a quantificação de diferentes partículas
de plástico depositadas sobre a superfície de índio
