Estudo do efeito do pré-tratamento ácido em eletrodos de folha de grafite pirolisadas na detecção de catecol e resorcinol

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: SILVA, Camila Cristina da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Triângulo Mineiro; Instituto de Ciências Exatas, Naturais e Educação - ICENE; Brasil; UFTM; Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Catecol.; Resorcinol.; Tratamento ácido.; Folhas de grafite pirolisado.; Acid treatment.; Pyrolytic graphite sheets.; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: http://bdtd.uftm.edu.br/handle/123456789/1802

Os compostos fenólicos, tais como, catecol e o resorcinol, são utilizados em diversos campos industriais. Frequentemente o descarte inapropriado desses isômeros causa contaminação nos efluentes gerados podendo alcançar rios, e ao entrar em contato com os seres humanos esses produtos podem causar danos à saúde e por isso é necessário que o seu monitoramento seja realizado. Assim, como uma das formas de controle os sensores eletroquímicos são excelentes escolhas pois possuem alta eficiência, facilidade de medida comparadas a outras técnicas e descentralização, além de baixo custo de produção. Nesse estudo os eletrodos de folhas de grafite pirolisado (PGS, do inglês pyrolytic graphite sheet) foram utilizados como eletrodos de trabalho na produção de um sensor eletroquímico para determinar a presença desses poluentes em águas. Para que os limites de determinação e quantificação fossem otimizados foi realizado um tratamento superficial utilizando soluções ácidas para modificar a superfície do eletrodo e assim melhorar a interação a interface entre superfície do eletrodo de trabalho e solução. Portanto, os eletrodos foram ativados com soluções ácido nítrico (PGS-NA) utilizando voltametria cíclica e amperometria para que através da aplicação de potenciais fosse promovida a esfoliação superficial do eletrodo e posteriormente aumento da área eletroativa e melhora da interação com a solução de poluentes. Após o tratamento ácido o PGS demonstrou um aumento na área eletroativa de 0,0412 e 0,0462 cm² e melhora da sensibilidade observado nos estudos de caracterização eletroquímica. Outros estudos, tais como, MEV e RAMAN também enfatizaram as diferenças ocorridas. Nas curvas analíticas o PGS-NA demonstrou melhor perfil e sensibilidade quando comparado ao PGS sem nenhum tratamento. Os valores obtidos para o limite de detecção do catecol foram 0,58 e 1,17 μmol. L-1 for PGS-NA e PGS, respectivamente. O limite de detecção para o resorcinol caiu de 11,21 para 0,16 μmol. L-1 para PGS-NA e PGS, respectivamente. Os eletrodos também passaram pelos estudos de estabilidade, adição de padrão e teste de interferentes, onde novamente os eletrodos tratados obtiveram melhores resultados. Por fim, a partir dos estudos das curvas de calibração foi observado comportamento diferente para o PGS-NA na presença de resorcinol. No mecanismo de oxidação do resorcinol é formado um filme polimérico que ao se depositar na superfície do eletrodo diminui seu contato com a solução provocando uma redução da corrente nas medidas posteriores, o que foi confirmado pelos ensaios de espectroscopia de impedância eletroquímica feitas com a sonda redox e pela diminuição de correntes nas curvas de calibração. Entretanto, para as análises de curvas de calibração do catecol foi observado comportamento diferente, isto é, após medidas de resorcinol em um mesmo eletrodo, as próximas medidas usando apenas o catecol mostraram aumento na corrente. Como esses compostos são isômeros é possível que ocorra uma interação entre os analitos e assim o meio eletrolítico proporcione melhor interação com a solução de catecol. Por fim, os eletrodos tratados demonstraram melhor desempenho na determinação da presença dos isômeros resorcinol e catecol demonstrando ser possível o seu monitoramento em efluentes.