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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Desenvolvimento de sensor eletroquímico baseado em grafeno para a determinação de antioxidantes em biocombustíveis
Alternate title (s): Development of a graphene-based electrochemical sensor for the determination of antioxidants in biofuels
Author: Sevene, Daniel Raimundo
First Advisor: Munoz, Rodrigo Alejandro Abarza
First coorientator: Matias, Tiago Araújo
First member of the Committee: Silva, Iranaldo Santos
Second member of the Committee: Silva, Rodrigo Amorim Bezerra da
Summary: O uso de fontes alternativas para a produção de combustível vem ganhando atenção nos últimos anos. O biodiesel vem se destacando, apesar de sua baixa estabilidade à oxidação, que pode ser minimizada pelo uso de antioxidantes como aditivos adicionados para retardar estes processos. Este trabalho tem como objetivo central desenvolver sensores eletroquímicos de baixo custo através da utilização de eletrodos de grafeno produzidos por meio de gravação com laser de CO2. A poliimida é um excelente material para gerar superfícies de grafeno por laser (conhecidos como laser induced graphene electrode, LIGE) que possuem estabilidade, robustez e sensibilidade adequada. Para a manufatura dos eletrodos foram usados cortadora (ou gravadora) a laser de CO2 e folha de poliimida, que demonstrou que os LIGE´s podem ser usados à eletroanálise de terc-butilhidroquinona (TBHQ), um antioxidante utilizado no biodiesel. A oxidação do TBHQ foi otimizada pela técnica de voltametria de pulso diferencial, sua oxidação ocorreu em potenciais positivos (Epa = 0,05 V vs. Ag|AgCl|KCl(sat.)) em solução tampão Britton-Robinson 0,12 mol L-1 pH 6,0 que foi selecionado para a realização dos experimentos. O sensor apresentou uma faixa linear de 5 a 450 μmol L-1 (r > 0,9989) e um limite de detecção estimado em 2,7 μmol L-1. Os ions metálicos tais como, Fe3+, Mn2+, Cr2+, Zn2+ e Pb2+ não interferiram estatisticamente na determinação do TBHQ, enquanto que a interferência do Cu2+ foi corrigida utilizando o EDTA como agente sequestrador. Por fim, analisaram-se as amostras de biodiesel enriquecidas com TBHQ e foram obtidos valores de recuperação que variaram de 87,6 a 105,9%, o que mostra ausência de efeitos da matriz da amostra. Em conclusão, verifica-se aplicabilidade do LIGE para o sensoriamento de TBHQ em amostras reais de biodiesel.
Abstract: The use of alternative sources for fuel production has been gaining attention in recent years. Biodiesel has been standing out despite its low stability to oxidation, which can be minimized by the use of antioxidants as additives added to slow down these processes. The central aim of this work is to develop low-cost electrochemical sensors using graphene electrodes produced by CO2 laser etching. Polyimide is an excellent material for generating Laser Induced Graphene surfaces (known as laser Induced Graphene Electrode, LIGE) which have adequate stability, robustness and sensitivity. CO2 laser cutter (or engraver) and polyimide sheet were used to manufacture the electrodes, which demonstrated that LIGE's can be used to electroanalyse tert-butylhydroquinone (TBHQ), which is an antioxidant used in biodiesel. The oxidation of TBHQ was optimized by differential pulse voltammetry technique, its oxidation occurred at positive potentials (Epa = 0.05 V vs. Ag|AgCl|KCl(sat.)) in 0.12 mol L-1 Britton-Robinson buffer solution pH 6.0 which was selected to perform the remaining experiments. The sensor showed a linear range from 5 to 450 μmol L-1 (r > 0.9989) and an estimated detection limit of 2.7 μmol L-1. Metal species such as Fe3+, Mn2+, Cr2+, Zn2+ and Pb2+ did not statistically interfere in the determination of TBHQ, except Cu2+ which interfered and corrected by applying EDTA as a sequestrator. Finally, the TBHQ-enriched biodiesel samples were analyzed and recovery values ranging from 87.6 to 105.9% were obtained, showing no sample matrix effects. In conclusion, the applicability of LIGE for TBHQ sensing in real biodiesel samples is verified.
Keywords: Grafeno Induzido a laser
Laser induced graphene
Antioxidante
Antioxidant
Biodiesel
Terc-butil-hidroquinona (TBHQ)
Tert-butylhydroquinone (TBHQ)
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Subject: Química
Química
Eletroquímica
Eletrodos - Grafeno
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Química
Quote: SEVENE, Daniel Raimundo. Desenvolvimento de sensor eletroquímico baseado em grafeno para a determinação de antioxidantes em biocombustíveis. 2023. 77 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.483.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.483
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39000
Date of defense: 22-Aug-2023
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