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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Aplicação de nanotubos de carbono no desenvolvimento de sensores amperométricos para compostos fenólicos
metadata.dc.creator: Cardoso, Rafael Melo
metadata.dc.contributor.advisor1: Muñoz, Rodrigo Alejandro Abarza
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Montes, Rodrigo Henrique de Oliveira
metadata.dc.contributor.referee1: Santos, Wallans Torres Pio dos
metadata.dc.contributor.referee2: Silva, Rodrigo Amorim Bezerra da
metadata.dc.description.resumo: Este trabalho investiga o desenvolvimento de sensores eletroquímicos empregando eletrodos de carbono vítreo modificados com nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT s) de diferentes diâmetros (110-170 nm x 5-9 μm correspondente ao LD-MWCNT e 6-9 nm x 5 μm correspondente ao SD-MWCNT), tratados quimicamente com ácidos concentrados, em análises voltamétricas e amperométricas na oxidação eletroquímica de hidroquinona (HQ), terc-butil-hidroquinona (TBHQ), catecol (CT) e o pirogalol (PY). A resposta eletroquímica para todos compostos fenólicos em eletrodos de carbono vítreo modificados com materiais nanoestruturados apresentou uma pequena diminuição no sobrepotencial das reações de oxidação. Além disso, as d distância entre potenciais de pico do par redox, o ΔEpico foram consideravelmente reduzidos para LD-MWCNT e ainda mais para SD-MWCNT em comparação com o eletrodo não modificado. Testes voltamétricos evidenciaram um aumento substancial de corrente resposta de até três vezes para a oxidação de HQ, TBHQ e PY em GCE modificado com SD-MWCNT. Medições amperométricas acopladas a sistema BIA realizadas em dois potenciais de trabalho diferentes para cada analito também revelaram o melhor desempenho de SD-MWCNT na detecção dos antioxidantes estudados, com aumento de até quatro vezes na sensibilidade, com destaque para a detecção em menores potenciais E=0,5V para HQ, TBHQ e PY e E=0,6V para CT. Os resultados analíticos obtidos em menor potencial foram, respectivamente para HQ, TBHQ, CT e PY: amplas faixas lineares de trabalho de 1 a 1000 μmol L-1, baixos limites de detecção de 0,014 μmol L-1 / 0,011 μmol L-1 / 0,034 μmol L-1 / 0,013 μmol L-1, baixos desvios padrão relativos de 0,9 % / 3,5 % / 1,3 % / 2,8 %, elevada frequência analítica teórica de 1368,9 injeções h-1 / 820,7 injeções h-1 / 1018,7 injeções h-1 / 987,8 injeções h-1, empregando sistema de análise por injeção em batelada (BIA). Além disso, um método amperométrico para a determinação de PY em biodiesel usando eletrodo modificado com SD-MWCNT foi desenvolvido e aplicado a amostras de biodiesel de soja, canola e algodão fortificadas com o antioxidante, obtendo-se valores de recuperação de 95%.
Abstract: This work investigates the development of electrochemical sensors employing glassy-carbon electrodes modified with multi-walled carbon nanotubes (MWCNT). Two different diameters (110-170 nm x 5-9, &#956;m corresponding to LD-MWCNT, and 6-9 nm x 5 &#956;m, corresponding to SD-MWCNT), chemically treated with concentrated acids, subjected to amperometric and voltammetric analyses for the electrochemical oxidation of hydroquinone (HQ), tert-butylhydroquinone (TBHQ), catechol (CT), and pyrogallol (PY). The electrochemical response for all phenolic compounds in glassy-carbon electrode modified with nanostructured materials showed a small decrease in the overpotential of oxidation reactions (<80 mV). Furthermore, the values of &#916;Epeak (distance between peak potential of the redox pair) were substantially reduced at LD-MWCNT and even more at SD-MWCNT compared to the unmodified electrode. Voltammetric tests showed a substantial increase (three fold) in oxidation current for the HQ, TBHQ, and PY on the modified electrode with SD-MWCNT. Amperometric measurements coupled to BIA system conducted in two different working potentials for each analyte also revealed the best performance of SD-MWCNT (increase up to four fold in sensitivity) for the detection of studied antioxidants, especially for the detection at lower potentials (0.5 V to HQ, TBHQ and PY and 0.6 V to CT). The analytical results obtained at lower potentials were respectively for HQ, TBHQ, CT and PY: large linear concentration ranges from 1 to 1000 &#956;mol L-1; low limits of detection, 0.014 &#956;mol L-1 / 0.011 &#956;mol L-1/ 0.034 &#956;mol L-1/ 0.013 &#956;mol L-1; low relative standard deviation values, 0.9% / 3.5% / 1.3% / 2.8% , high theoretical analytical frequency, 1368,9 injections h-1 / 820,7 injections h-1 / 1018,7 injections h-1 / 987,9 injections h-1, employing the batch-injection analysis system. Moreover, an amperometric method for the determination of PY was developed and applied for biodiesel samples (produced from soybean, canola and cottonseed oils) spiked with the antioxidant, and recovery values of 95% were obtained.
Keywords: Biodiesel
Antioxidantes
Nanotubos de carbono
Sensores
Eletroanálise
Antioxidants
Carbon nanotubes
Sensors
Eletroanalysis
Química analítica
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Ciências Exatas e da Terra
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Química
Citation: CARDOSO, Rafael Melo. Aplicação de nanotubos de carbono no desenvolvimento de sensores amperométricos para compostos fenólicos. 2016. 101 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2016.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17455
Issue Date: 3-Mar-2016
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Química

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