Desenvolvimento e caracterização de matrizes de sensores para a detecção de metais pesados em água e de compostos voláteis orgânicos

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Cantuária, José Bruno [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Íons de metais pesados; Compostos orgânicos voláteis; Matrizes de sensores; Espectroscopia de impedância; Análise por componentes principais; Heavy metal ions; Volatile organic compounds; Matrix of sensors; Impedance spectroscopy; Principal components analysis
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/256270

Os efeitos adversos e nocivos causados à saúde dos seres humanos por compostos poluentes, seja em meio líquido como em ar ambiente, incentivou a elaboração desse trabalho a partir do desenvolvimento de sistemas de detecção de íons de metais pesados (HMI) em meio aquoso e de compostos orgânicos voláteis (VOCs) a partir de matrizes de sensores, compostas por 4 pares de eletrodos interdigitados, com filmes finos depositados por drop-casting sobre eles, por soluções de materiais poliméricos condutores de P3HT, PVK:PBD e POMA para o sistema de detecção de HMI, nos quais nesse trabalho foram estudados os íons de Fe2+, Mn2+ e Co2+ e filmes finos a partir de suspensão de MWCNT (nanotubo de carbono de múltiplas paredes), por soluções de PEDOT:PSS, PANI e película de gel iônico [EMI][TFSA] para o sistema de detecção de VOCs, para avaliação de compostos como hidróxido de amônio (base), ácido acético (ácido) e os álcoois isopropanol e etanol. Para o sistema de detecção de HMI, ainda se fez uso de hidrogéis condutores de PEGDa/PEG foto catalisados por luz UV-vis, para absorção dos elementos em solução e para o sistema de detecção de VOCs, os experimentos foram realizados em uma câmara metálica vedada para a promoção de uma atmosfera interna estática dos voláteis. A partir dos dados coletados pelas medidas elétricas de impedância real em função da frequência (para os HMI) e do tempo (para os VOCs), por espectroscopia de impedância para os dois tipos de compostos estudados em diferentes concentrações (10 ppm, 50 ppm e 100 ppm para as soluções de HMI e 5 ppm, 10 ppm, 20 ppm e 50 ppm para os VOCs), foi possível realizar análises estatísticas multivariadas por meio da Análise por Componentes Principais (PCA), no qual pode-se observar que os sistemas puderam selecionar e diferenciar quase todos os compostos estudados em diferentes concentrações, mostrando que o sistema matricial de sensores desenvolvidos neste trabalho, são sistemas em potencial para serem aplicados na detecção de compostos poluentes em meio líquido e em ar, quando deseja-se identificar de maneira rápida e fácil, a presença de tais elementos, sem a necessidade de aparatos sofisticados, que demandam custos elevados de execução e análise das amostras bem como elevado potencial de expansão para análises de outros compostos.