Silsesquioxanos cúbicos e dendríticos sobre plataforma de óxido de grafeno: preparo, caracterização e aplicação eletroanalítica
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Data
2023-07-21
Autores
Orientador
Carmo, Devaney Ribeiro do 
Coorientador
Pós-graduação
Ciência dos Materiais - FEIS
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
O presente trabalho descreve a preparação e modificação química da plataforma de óxido de grafeno com o octa(aminopropil)silsesquioxano cúbico, denominado OGS, e com o octa(aminopropil)silsesquioxano dendrítico, denominado OGSD. Primeiramente, preparou-se e caracterizou-se os materiais híbridos nanoestruturados supracitados, por diferentes técnicas tais como: Espectroscopia Raman, Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios-X (XPS), Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Em seguida fez-se um estudo sistemático sobre o comportamento voltamétrico do complexo metálico de Fe3+ gerado sobre a plataforma de óxido de grafeno modificado, empregando principalmente a Voltametria Cíclica (VC) e eletrodo de pasta de grafite como eletrodo de trabalho. Após otimização do sistema eletroquímico, o material foi testado como sensor para a detecção e quantificação de espécies de interesse biológico, farmacológico e ambiental utilizando as técnicas de Voltametria Cíclica (VC), Voltametria de Onda Quadrada (VOQ) e Voltametria de Pulso Diferencial (VPD). Os eletrodos de pasta de grafite modificado com OGSFeH e modificado com OGSDFeH apresentaram resposta eletrocatalítica para quatro substâncias, a saber: azoteto de sódio, diuron, nitrito de sódio e tiossulfato de sódio. Para a eletro-oxidação catalítica de azoteto de sódio, diuron e tiossulfato de sódio, melhor performance foi obtida através da técnica de Voltametria de Pulso Diferencial, enquanto que para à eletro-oxidação catalítica de nitrito obteve-se melhor limite de detecção quando aplicada a técnica de Voltametria de Onda Quadrada. Os analitos aos quais os eletrodos de pasta de grafite modificado com OGSFeH e com OGSDFeH se mostraram sensíveis são alvos de investigação em águas de rios, lagos, mares e até mesmo em sistemas de abastecimento urbano, sendo assim foram conduzidos testes que indicaram a baixa interferência de cátions e ânions possivelmente presentes nesses meios, bem como um teste de amostra real, usando-se água da torneira. Diante disso pode-se propor que os materiais OGSFeH e OGSDFeH preparados nesse trabalho incluem-se no rol de potenciais candidatos para o desenvolvimento de sensores eletroquímicos na detecção de azoteto, diuron, nitrito e tiossulfato.
Resumo (inglês)
This work describes the preparation and chemical modification of the graphene oxide platform with cubic octa(aminopropyl)silsesquioxane, called OGS, and with dendritic octa(aminopropyl)silsesquioxane, called OGSD. At first, the aforementioned nanostructured hybrid materials were prepared and characterized by different techniques such as: Raman Spectroscopy, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-Ray Excited Photoelectron Spectroscopy (XPS), X-Ray Diffractometry (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Transmission Electron Microscopy (TEM). Next, a systematic study was carried out on the voltametric behavior of the Fe3+ complex generated on the modified graphene oxide platform, using mainly Cyclic Voltammetry (CV) and graphite paste electrode as the working electrode. After optimization of the electrochemical system, the material was tested as a sensor for the detection and quantification of species of biological, pharmacological and environmental interest using the techniques of Cyclic Voltammetry (CV), Square Wave Voltammetry (SWV) and Differential Pulse Voltammetry (DPV). The graphite paste electrodes modified with OGSFeH and modified with OGSDFeH showed electrocatalytic response to four substances, namely: sodium azide, diuron, sodium nitrite and sodium thiosulfate. For the catalytic electro-oxidation of sodium azide, diuron and sodium thiosulfate, better performance was obtained using the Differential Pulse Voltammetry technique, while for the catalytic electro-oxidation of nitrite a better detection limit was obtained when applied to Square Wave Voltammetry technique. The analytes to which the graphite paste electrodes modified with OGSFeH and with OGSDFeH were sensitive are targets of investigation in water from rivers, lakes, seas and even in urban supply systems, so experiments were conducted that indicated low interference of cations and anions possibly present in these media, as well as a real sample test using tap water. In view of this, it can be proposed that the OGSFeH and OGSDFeH materials prepared in this work are included in the list of potential candidates for the development of electrochemical sensors for the detection of azide, diuron, nitrite and thiosulfate.
Descrição
Palavras-chave
Óxido de grafeno , Silsesquioxano , Dendrímero , Voltametria cíclica , Voltametria de onda quadrada , Voltametria de pulso diferencial , Eletro-oxidação catalítica , Graphene oxide , Silsesquioxane , Dendrimer , Cyclic voltammetry , Square wave voltammetry , Differential pulse voltammetry , Catalytic electrooxidation
Idioma
Português