Eletrodos à base de carbono para a detecção de derivados de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA)

• Main Author: Rendelucci, Adriana D\'Alessio
• Publication Date: 2023
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Download full: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-30042025-143821/
• topic: 4-aminobifenil; 4-aminobiphenyl; 9-nitroanthraacene; 9-nitroantraceno; Carbon paste electrode; Electrodes modification; Eletrodos de pasta de carbono; Modificação de eletrodo; Silver nanoparticles synthesis; Síntese de nanopartículas de prata

Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA), liberados no ambiente de forma natural e antropogênica, e seus derivados tornam-se interessantes alvos de estudo, uma vez que a classe é representada por mais de 500 compostos além de serem possíveis carcinógenos. Este estudo tem como objetivo o desenvolvimento e otimização de eletrodos que possam ser utilizados para a identificação e quantificação destes compostos, em especial seus derivados nitrosos (NHPA) e aminos (AHPA). Optou-se então pela preparação e utilização de eletrodos de pasta de carbono (CPE), conhecidos por sua fácil preparação e possibilidades de modificação superficial. Apesar de muito difundidos, a preparação desses eletrodos costuma não ser reprodutível, sendo assim, para resolver esse problema, avaliou-se a influência de vários parâmetros experimentais (fonte de carbono, ordem de adição dos reagentes, etapas de homogeneização da pasta de carbono, presença ou não de pré-tratamento térmico da pasta, bem como umidificação ou não da mesma, no desempenho eletroquímico dos sensores posteriormente construídos frente ao par [Fe(CN)6]3-/[Fe(CN) 6]4-. A preparação das pastas de carbono usando grafite (GRA) ou carbono vítreo (GC) em condições otimizadas foram: proporção carbono: óleo de 5:1, homogeneização da pasta com pistilo de ágata e umidificação. Estudou-se também o mecanismo de redução do grupamento nitro do composto 9- nitroantraceno (9NAnt) e este, foi similar ao mecanismo já descrito na literatura para outros nitrocompostos. No entanto, não foi possível realizar a análise quantitativa deste composto, que este tem alta capacidade adsortiva e envenena a superfície eletródica. Para a resolução desse problema, 37 eletrodos foram desenvolvidos, porém naqueles em que foi possível impedir a adsorção do nitrocomposto, não houve sinal eletroquímico. A partir disso, estudou-se a cinética adsortiva do 9NAnt em grafite, carbono vítreo e sílica mesoporosa FDU-12. Suspensões destes materiais em solução de 9NAnt 10-5 molL-1 e análise do sobrenadante por cromatografia gasosa acoplada a detector de massas mostrou que em menos de 1 min de experimento, tanto para o GRA quanto para a FDU12, houve diminuição significativa da concentração do composto em solução, indicando que o processo de adsorção ocorre rapidamente. Apesar de não apresentar sinais eletroquímicos para o 9NAnt, foi desenvolvido um material de nanopartículas de prata (nAg) depositadas em matriz de carbono, grafite ou carbono vítreo, que é promissor para aplicações eletroquímicas, especialmente pelo caráter catalítico das nAg. O procedimento proposto foi realizado em um único recipiente, one pot, e se enquadra nos Princípios da Química Verde. Por fim, realizou-se a avaliação eletroquímica do 4-aminobifenila (4AB), onde foram encontrados 3 picos de oxidação e 2 de redução. Comprovou-se que o produto formado no pico de oxidação de maior potencial é responsável pelo envenenamento da superfície eletródica. Após modificação, in situ, da superfície do eletrodo com um filme polimérico de 4AB, foi possível quantificar o aminocomposto, em concentrações na ordem de 10-6 molL-1.