Síntese, caracterização e estudo do mecanismo envolvido no processo de auto-dopagem de nanotubos de TiO2 simultaneamente à detecção impedimétrica do corante azul de metileno

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Soto, Pablo Colofatti
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Nanotubos de TiO2; Processo de auto–dopagem; Espectroscopia de Impedância Eletroquímica; Planejamento Fatorial; Química; Dióxido de titânio; Ciências Exatas e da Terra - Química; TiO2 nanotubes; Self-doping process; Electrochemical impedance spectroscopy; Factorial design; Chemical; Titanium dioxide
• Link de acesso: https://repositorio.uel.br/handle/123456789/18243

Este trabalho reporta a síntese e utilização de eletrodos auto-dopados de dióxido de titânio, denominados como SD–TNT, como plataforma para detecção impedimétrica da molécula alvo corante azul de metileno (AM). A auto–dopagem foi realizada catodicamente a fim de promover uma diminuição significativa no valor do band gap e um aumento na condutividade do eletrodo, devido à formação de sítios Ti3+ e vacâncias de oxigênio. Além disso, foi realizado um estudo do mecanismo envolvido neste processo de auto-dopagem, por meio de voltametria cíclica (VC) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), a fim de avaliar a influência do pH na auto–dopagem. Para verificar a região de linearidade e o LOD e LOQ do SD–TNT como plataforma sensorial impedimétrica, foram realizadas EIE em soluções de Na2SO4 0,10 mol L–1para várias concentrações de AM. Nessas condições, foi encontrada uma relação linear (R2 = 0,999) para a faixa de concentração de AM de 0,10 a 2,00 mg L–1 em função da resistência à transferência de carga (Rtc), onde obteve-se o LOD e LOQ de 0,26 e 0,86 mg L–1, respectivamente. Com auxílio de um planejamento fatorial completo 22 (PFC) com ponto central combinado com metodologia de superfície de resposta (MSR) foi possível encontrar as condições ótimas de detecção impedimétrica do corante MB, as quais foram iguais a –1,4 V em pH 7,0. Na condição otimizada, realizada com a água do Ribeirão Ema (Paraná, Brasil –23°22'13"S – 51°27'25"W), obteve-se uma relação linear (R2 = 0,976) para a faixa de concentração de AM de 0,10 a 1,75 mg L–1. Por fim, foi possível correlacionar o processo de auto–dopagem do TNT com o comportamento impedimétrico, indicando que este sistema pode ser utilizado para outros compostos catiônicos de interesse