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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/45750
Document type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Access type: | Acesso Embargado |
Embargo Date: | 2027-05-18 |
Title: | Desenvolvimento de sorvente monolítico polimérico impresso molecularmente para extração em ponteira descartável de BDE-209 |
Alternate title (s): | Development of molecularly imprinted polymeric monolithic sorbent for disposable tip extraction of BDE-209 |
Author: | Gimenes, Nicoli Baptista |
First Advisor: | Faria, Anizio Marcio de |
First member of the Committee: | Santos, André Luiz dos |
Second member of the Committee: | Assunção, Rosana Maria Nascimento de |
Summary: | Retardantes de chama são substâncias químicas que reduzem a inflamabilidade de materiais, sendo usados em diversos setores para aumentar a segurança contra incêndios. Contudo, os tipos halogenados podem liberar compostos tóxicos, representando riscos ao meio ambiente e à saúde. A extração com ponteiras descartáveis de micropipeta tem se destacado como uma técnica promissora na miniaturização do preparo de amostras, oferecendo rapidez, menor uso de solventes e alta eficiência de extração. Contudo, os sorventes particulados usados comercialmente apresentam baixa seletividade e reprodutibilidade, além de exigirem filtros nas ponteiras, elevando o custo do dispositivo. A substituição por sorventes monolíticos, que podem ser preparados diretamente no interior da ponteira, elimina essa necessidade e oferece vantagens como boa permeabilidade, estabilidade mecânica e possibilidade de funcionalização via impressão molecular (MIP, molecularly imprinted polymer), aumentando a seletividade do sorvente. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um sorvente monolítico polimérico hidrofóbico, hierarquicamente porosa, para aplicação na ponteira de micropipeta, baseado na polimerização de trimetilolpropano triacrilato (TMPTA) e etilenoglicol dimetacrilato (EDMA), impresso molecularmente com éter decabromodifenila (BDE-209, decabromdiphenyl ether). A preparação dos monolitos foi otimizada por meio de um planejamento composto central com duas variáveis: tempo e temperatura de polimerização. Os materiais obtidos foram caracterizados pela avaliação da permeabilidade de água pelos monolitos com (MIP) e sem impressão (NIP, non-imprinted polymer), resultando em uma vazão de ~5 mL min-1, devido a estrutura hierarquicamente porosa formada nos monolitos. Os sorventes foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia no infravermelho e análise termogravimétrica confirmando a estrutura homogênea, sólida, altamente porosa e estáveis, até temperatura de ~325 °C, dos monolitos NIP e MIP. Os monolitos de poli(TMPTA-co-EDMA) apresentaram área superficial específica em ~250 m2 g 1. Os sorventes foram avaliados quanto ao fator de impressão indicando que os monolitos MIP apresentaram uma extração de BDE-209 aproximadamente 1,75 vezes maior que os NIP no processo de extração em ponteira descartável. Dessa forma, a aplicação da DPX com sorventes monolíticos poliméricos funcionalizados por impressão molecular com o BDE-209 se mostrou uma alternativa viável para extrações seletivas e eficientes do retardante de chama. |
Abstract: | Flame retardants are chemical substances used to reduce the flammability of materials and are widely applied in sectors such as construction, automotive, electronics, and textiles to enhance fire safety. However, traditional halogenated flame retardants pose environmental and health risks due to the release of toxic compounds. Disposable pipette tip extraction (DPX) has emerged as a promising sample preparation technique, offering speed, reduced solvent consumption, and high extraction efficiency. Nevertheless, commercially available particulate sorbents have limitations such as low selectivity and reproducibility, and require filters, increasing device costs. Monolithic sorbents, prepared directly inside the pipette tip, eliminate this need and offer advantages including good permeability, mechanical stability, and functionalization via molecular imprinting (MIP), which enhances sorbent selectivity. This study aimed to develop a hydrophobic, hierarchically porous monolithic polymer sorbent for pipette tip application, based on the polymerization of trimethylolpropane triacrylate (TMPTA) and ethylene glycol dimethacrylate (EDMA), molecularly imprinted with decabromodiphenyl ether (BDE-209). The monolith preparation was optimized using a central composite design with two variables: polymerization time and temperature. The materials were characterized by water permeability (~5 mL min⁻¹), scanning electron microscopy, infrared spectroscopy, and thermogravimetric analysis, confirming a homogeneous, highly porous, and thermally stable structure up to ~325 °C. The poly(TMPTA-co-EDMA) monoliths exhibited a specific surface area of ~250 m² g⁻¹. Extraction performance evaluation showed that the MIP monoliths achieved approximately 1.7 times greater BDE-209 extraction compared to NIP. Thus, DPX with molecularly imprinted polymeric monolithic sorbents for BDE-209 proved to be a viable and selective approach for efficient flame retardant extraction. |
Keywords: | metacrilatos methacrylates sample preparatio monolithic sorbents Pipette tip extraction molecularly imprinted polymers miniaturization Extração em ponteira descartável sorventes monolíticos polímeros impressos molecularmente miniaturização preparo de amostras |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::INSTRUMENTACAO ANALITICA |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Quote: | GIMENES, Nicoli Baptista. Desenvolvimento de sorvente monolítico polimérico impresso molecularmente para extração em ponteira descartável de BDE-209. 2025. 53 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Ituiutaba, 2025 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/45750 |
Date of defense: | 9-May-2025 |
Appears in Collections: | TCC - Química (Ituiutaba / Pontal) |
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