Please use this identifier to cite or link to this item: 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)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
DesenvolvimentoSorventeMonolitico.pdf
  Until 2027-05-18
TCC2.69 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons