Desenvolvimento de sensor fotobioeletroquímico utilizando eletrodo de WO3 modificado com bactéria fotossintética para aplicação na detecção de contaminantes ambientais

Abstract

O presente relatório aborda a obtenção de eletrodo de WO3 a partir da anodização do tungstênio metálico e a modificação dessa superfície com a deposição da bactéria Rhodobacter capsulatus. Foi preparado o eletrodo de WO3 a partir da anodização de um eletrodo de tungstênio na presença de NH4F e Na2SO4, o qual foi posteriormente tratado termicamente. As caracterizações por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia dispersiva de energia de raios X (EDS) e difratometria de raios X (DRX) mostraram que o WO3 foi formado na superfície com morfologia e fase adequadas. A deposição da R. capsulatus sobre a superfície do WO3 para formação do eletrodo biohíbrido foi realizada por meio de eletropolimerização, utilizando a polidopamina (PDA) como agente de adesão e mediador redox. A deposição da matriz PDA-R. capsulatus foi caracterizada por MEV, DRX e EDS. O estudo eletroquímico do sistema mostrou que medidas de voltametria cíclica causaram alterações na superfície do eletrodo modificado, não sendo possível chegar a conclusões a respeito do comportamento do sistema. As medidas de fotocorrente realizadas por voltametria linear exibiram um aumento na intensidade do sinal de fotocorrente após as modificações, confirmando a viabilidade do sistema WO3 modificado com PDA-R. capsulatus.

This report addresses the production of a WO3 electrode by anodizing metallic tungsten and its surface modification with the deposition of the bacteria Rhodobacter capsulatus. The WO3 electrode was prepared by anodizing a tungsten electrode in the presence of NH4F and Na2SO4, which was subsequently heat-treated. Characterizations by scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and X-ray diffractometry (XRD) showed that WO3 was formed on the surface with appropriate morphology and phase. The deposition of R. capsulatus on the WO3 surface to form the biohybrid electrode was performed by electropolymerization, using polydopamine (PDA) as an adhesion agent and redox mediator. The deposition of the PDA-R. capsulatus matrix was characterized by SEM, XRD, and EDS. The electrochemical study of the system showed that cyclic voltammetry measurements caused changes in the surface of the modified electrode, making it impossible to reach conclusions regarding the behavior of the system. Photocurrent measurements performed by linear voltammetry showed an increase in the photocurrent signal intensity after the modifications, confirming the viability of the WO3 system modified with PDA-R. capsulatus.