Biblioteca Digital de Teses e Dissertações PÓS-GRADUAÇÃO SCTRICTO SENSU Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais
Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://bdtd.uftm.edu.br/handle/123456789/1802
Tipo: Tese
Título: Estudo do efeito do pré-tratamento ácido em eletrodos de folha de grafite pirolisadas na detecção de catecol e resorcinol
Autor(es): SILVA, Camila Cristina da
Primeiro Orientador: GELAMO, Rogério Valentim
metadata.dc.contributor.advisor-co1: MORETO, Jéferson Aparecido
Resumo: 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.
Abstract: Phenolic compounds, such as catechol and resorcinol, are used in various industrial fields. Often, inappropriate disposal of these isomers causes contamination and can reach rivers. Therefore, when these products be in contact with humans, they cause harm to health and therefore it is necessary to monitor them. Thus, as one of the forms of control, electrochemical sensors are excellent choices as they have high efficiency, ease of measurement and decentralization, in addition to low production costs. In this study, pyrolytic graphite sheet (PGS) electrodes were used as a working electrode in the production of an electrochemical sensor to determine the presence of these pollutants in water. To the limits of determination and quantification to be optimized, a surface treatment was carried out using acidic solutions to modify the surface of the electrode and thus improve the interaction at the interface between the surface of the working electrode and the solution. Therefore, the electrodes were activated with nitric acid solutions (PGSNA) using cyclic voltammetry and amperometry. After this treatment surface exfoliation of the electrode was promoted and subsequently improved the electroactive area and interaction with the pollutant solution. After acid treatment, PGS demonstrated an increase in the electroactive area from 2,06x10-7 to 2,32x10-7 cm² and improved sensitivity observed in electrochemical characterization studies. Other studies, such as SEM and RAMAN, also emphasized the differences that occurred. In the analytical curves, PGS-NA demonstrated a better profile and sensitivity when compared to PGS without any treatment. The values obtained for the detection limit of catechol were 0,58 and 1,17 μmol. L-1 for PGS-NA and PGS, respectively. Resorcinol’s detection limit was 11,21 to 0,16 μmol. L-1 also for PGS-NA and PGS, respectively. The electrodes also performed stability studies, standard addition, and interference testing, where again the treated electrodes obtained better results. Finally, from studies of the calibration curves, different behavior was observed for PGS-NA in the presence of resorcinol. In the resorcinol oxidation mechanism, a polymeric film is formed and deposited on the surface of the electrode, which can reduce its contact with the solution, causing a reduction in current in subsequent measurements. This point was confirmed by electrochemical impedance spectroscopy tests carried out with the redox probe and by decreasing currents in the calibration curves. However, for the analyzes of catechol calibration curves, different behavior was observed, that is, after resorcinol measurements on the same electrode, the next measurements using only catechol showed an increase in current. As these compounds are isomers, it is possible that there is a better interaction between them made possible by the electrolytic medium, which results in better sensitivity to the catechol solution after the influence of resorcinol. Finally, the treated electrodes demonstrated better performance in determining the presence of resorcinol and catechol isomers, demonstrating that monitoring in effluents is possible.
Palavras-chave: Catecol.
Resorcinol.
Tratamento ácido.
Folhas de grafite pirolisado.
Catecol.
Resorcinol.
Acid treatment.
Pyrolytic graphite sheets.
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal do Triângulo Mineiro
Sigla da Instituição: UFTM
metadata.dc.publisher.department: Instituto de Ciências Exatas, Naturais e Educação - ICENE
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://bdtd.uftm.edu.br/handle/123456789/1802
Data do documento: 22-Mar-2024
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
Tese Camila C Silva.pdfTese Camila C Silva3,8 MBAdobe PDFThumbnail
Visualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.