Desenvolvimento de filmes automontados baseados em compósitos de polipirrol e nanotubos de carbono para o monitoramento de pesticidas em ambiente marinho
Data
2017-03-24
Autores
Araujo, Gabriela Martins de 
Orientadores
Simões, Fabio Ruiz
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
The development of sensor materials for the monitoring of endocrine disruptors substances such as pesticides, using electroanalytical methods like voltammetric techniques, have low cost and time analysis as advantages as well as offering the possibility of in-situ monitoring. Conducting polymers have as their main characteristic the electrical conductivity which can be regulated in a wide range, through interactions with acceptor and donors of electrons, which makes them attractive as transducers or active. Among the different conducting polymers the Polypyrrole is one of the most studied in the development of sensors. Already the carbon nanotubes have the ability to promote electron transfer reactions, increasing reaction speed and decreasing oxidation potentials. Thus, materials based on conducting polymer composites and carbon nanotubes have been developed and present synergistic properties like the increase of sensitivity and selectivity in relation to its separate materials. The aim of this work was to develop and characterize self-assembled films based on Polypyrrole and carbon nanotubes composites deposited on substrates of glass covered with indium-tin oxide and carbon screen-printed electrodes to monitor Diuron and Chlorothalonil pesticides which are commonly used in marine environment. The self-assembled films were characterized using the techniques of Cyclic Voltammetry, Electrochemical Impedance Spectroscopy, UV-Visible Spectroscopy and Scanning Electronic Microscopy. The applicability of the sensors was evaluated using the electroanalytical techniques of Square Wave Voltametry and Differential Pulse Voltammetry. The results showed the composite film on printed electrode substrate had more definite voltammetric peaks due to the synergism between the Polypyrrole and the carbon nanotubes resulting in an increase of the polymer currents, the reduction of the capacitive current and the decrease of the transfer resistance of load. The results of the applicability showed the composite film in printed electrode presented better sensitivity compared to the film of Polypyrrole due to the carbon nanotubes in their structure in the presence of the pesticide Diuron detecting this herbicide in oxidation potential of 0,58V being smaller than the potential already known in the literature that is around 1,1V. The LOQ and LOD were respectively 2,584. 10-6 mol.L-1 and 7,83.10-7 mol.L-1 for the analytical curve for the peak at 0,58V on the printed electrode made from the composite film.
O desenvolvimento de materiais sensores para o monitoramento de substâncias disruptoras endócrinas como pesticidas, utilizando métodos eletroanalíticos como as técnicas voltamétricas, apresentam vantagens como baixo custo e tempo de análise bem como oferecerem a possibilidade do monitoramento in-situ. Os polímeros condutores têm como principal característica sua a condutividade elétrica que pode ser regulada em ampla faixa, através de interações com receptores e doadores de elétrons, o que os torna atraentes como transdutores ativos. Dentre os diferentes polímeros condutores o Polipirrol é um dos mais estudados no desenvolvimento de sensores. Já os nanotubos de carbono têm a habilidade de promover reações de transferência de elétrons, aumentarem a velocidade de reação e diminuírem potenciais de oxidação. Assim, materiais baseados em compósitos de polímeros condutores com nanotubos de carbono têm sido desenvolvidos e apresentam propriedades sinergéticas como aumento da sensibilidade e da seletividade em relação aos materiais separados. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar filmes automontados baseados em compósitos de Polipirrol e nanotubos de carbono depositados sobre substratos de vidro recoberto com óxido de índio e estanho e eletrodo de carbono impresso para realizar o monitoramento dos pesticidas Diuron e Clorotalonil os quais são utilizados em tintas anti-incrustantes em ambiente marinho. Os filmes automontados foram caracterizados utilizando as técnicas de Voltametria Cíclica, Espectroscopia de Impedância Eletroquímica, Espectroscopia de UV-vísivel e Microscopia Eletrônica. A aplicabilidade dos sensores foi avaliada com auxílio das técnicas eletroanalíticas de Voltametria de Onda Quadrada e Voltametria de Pulso Diferencial. Os resultados mostraram que o filme do compósito em substrato de eletrodo impresso apresentou picos voltamétricos mais definidos devido ao sinergismo entre o Polipirrol e os nanotubos de carbono originando um aumento das correntes do polímero, pela diminuição da corrente capacitiva e com a diminuição da resistência à transferência de carga. Os resultados da aplicabilidade mostraram que o filme automontado do compósito em eletrodo impresso apresentou melhor sensibilidade comparado com o filme do Polipirrol devido os nanotubos de carbono em sua estrutura na presença do pesticida Diuron detectando esse herbicida em potencial de oxidação de 0,58V sendo esse menor que o potencial já conhecido na literatura que é em torno de 1,1V. O LOQ e o LOD foram respectivamente de 2,584.10-6 mol.L-1 e 7,83.10-7 mol.L-1 para a curva analítica do pico em 0,58V no eletrodo impresso feito a partir do filme automontado do compósito.
O desenvolvimento de materiais sensores para o monitoramento de substâncias disruptoras endócrinas como pesticidas, utilizando métodos eletroanalíticos como as técnicas voltamétricas, apresentam vantagens como baixo custo e tempo de análise bem como oferecerem a possibilidade do monitoramento in-situ. Os polímeros condutores têm como principal característica sua a condutividade elétrica que pode ser regulada em ampla faixa, através de interações com receptores e doadores de elétrons, o que os torna atraentes como transdutores ativos. Dentre os diferentes polímeros condutores o Polipirrol é um dos mais estudados no desenvolvimento de sensores. Já os nanotubos de carbono têm a habilidade de promover reações de transferência de elétrons, aumentarem a velocidade de reação e diminuírem potenciais de oxidação. Assim, materiais baseados em compósitos de polímeros condutores com nanotubos de carbono têm sido desenvolvidos e apresentam propriedades sinergéticas como aumento da sensibilidade e da seletividade em relação aos materiais separados. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar filmes automontados baseados em compósitos de Polipirrol e nanotubos de carbono depositados sobre substratos de vidro recoberto com óxido de índio e estanho e eletrodo de carbono impresso para realizar o monitoramento dos pesticidas Diuron e Clorotalonil os quais são utilizados em tintas anti-incrustantes em ambiente marinho. Os filmes automontados foram caracterizados utilizando as técnicas de Voltametria Cíclica, Espectroscopia de Impedância Eletroquímica, Espectroscopia de UV-vísivel e Microscopia Eletrônica. A aplicabilidade dos sensores foi avaliada com auxílio das técnicas eletroanalíticas de Voltametria de Onda Quadrada e Voltametria de Pulso Diferencial. Os resultados mostraram que o filme do compósito em substrato de eletrodo impresso apresentou picos voltamétricos mais definidos devido ao sinergismo entre o Polipirrol e os nanotubos de carbono originando um aumento das correntes do polímero, pela diminuição da corrente capacitiva e com a diminuição da resistência à transferência de carga. Os resultados da aplicabilidade mostraram que o filme automontado do compósito em eletrodo impresso apresentou melhor sensibilidade comparado com o filme do Polipirrol devido os nanotubos de carbono em sua estrutura na presença do pesticida Diuron detectando esse herbicida em potencial de oxidação de 0,58V sendo esse menor que o potencial já conhecido na literatura que é em torno de 1,1V. O LOQ e o LOD foram respectivamente de 2,584.10-6 mol.L-1 e 7,83.10-7 mol.L-1 para a curva analítica do pico em 0,58V no eletrodo impresso feito a partir do filme automontado do compósito.