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http://bdtd.uftm.edu.br/handle/tede/527Registro completo de metadados
| Campo DC | Valor | Idioma |
|---|---|---|
| dc.creator | MORAIS, Paulo Vitor de | - |
| dc.creator.ID | 10416476627 | por |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/3796650101110842 | por |
| dc.contributor.advisor1 | SIQUEIRA JUNIOR, José Roberto | - |
| dc.contributor.advisor1ID | 28078389876 | por |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1604588310531133 | por |
| dc.date.accessioned | 2018-03-27T16:57:45Z | - |
| dc.date.issued | 2016-08-04 | - |
| dc.identifier.citation | MORAIS, Paulo Vitor de. Sensores de feito de campo contendo nanofilmes de grafeno CoFe2O4 aplicados em monitoramento ambiental. 2016. 87f. Dissertação (Mestrado em Química) - Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais, Universidade Federal do Triângulo Mineiro, Uberaba, 2016. | por |
| dc.identifier.uri | http://bdtd.uftm.edu.br/handle/tede/527 | - |
| dc.description.resumo | A síntese de novos materiais e a formação de novas estruturas com características e propriedades específicas são vantajosas no desenvolvimento de sensores aplicados na detecção de substâncias para controle e monitoramento ambiental. Esse trabalho teve como objetivo a manipulação de óxido de grafeno (GO), poli(aminoamina) hidroclorada (PAH) e nanopartículas de ferrita de cobalto (NPs-CoFe2O4) utilizando a técnica de automontagem. Os filmes foram fabricados sobre dispositivos Field-EffectDevices (FED) do tipo Electrolyte-Insulator-Semiconductor (EIS) de estrutura p-SiSiO2-Ta2O5 e utilizados na detecção de peróxido de hidrogênio (H2O2) e íons de metais pesados de Cd2+ e Cu2+. As soluções de NPs-CoFe2O4 e GO foram caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão (TEM), e os filmes foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (FEGSEM). Na preparação dos filmes foram utilizadas três diferentes concentrações de GO: 0,1 mg/mL, 0,5 mg/mL e 1,0 mg/mL. Os filmes com arquitetura PAH-CoFe2O4/GO foram caracterizados por técnicas eletroquímicas de capacitância/voltagem (C/V) e capacitância constante (ConCap) para estudo de formação das camadas dos filmes e para detecção de pH, H2O2, Cd2+ e Cu2+. Verificamos que a quantidade ideal de bicamadas a ser depositada sobre os chips foi entre 6 e 10 bicamadas. Detecções de pH mostraram que os filmes preparados com GO em 0,5 mg/mL foram mais sensíveis que os demais preparados com as concentrações em 0,1 mg/mL e 1 mg/mL. Filmes sem a presença das NPs-CoFe2O4 não apresentaram sinais de reposta ao H2O2, demonstrando que a detecção dessa substância está diretamente associada à ferrita. Dentre todos os filmes analisados, o sensor EIS-PAH-CoFe2O4/GO(6bi/0,5) exibiu as melhores propriedades com sinais de resposta estáveis e maiores sensibilidades para as detecções de H2O2 e dos íons Cd2+ e Cu2+. Esses resultados mostram a importância de estudar sistemas de filmes otimizados com arquiteturas adequadas para obter nanoestruturas que possam ser empregadas como unidades de sensor com propriedades melhoradas para a detecção de substâncias de interesse para monitoramento ambiental. | por |
| dc.description.abstract | The synthesis of new materials and the formation of novel structures with specific features and properties are advantageous in the development of sensors applied to detect substances for the control and environmental monitoring. This study was aimed to nanostructure graphene oxide (GO), poly(aminoamine) hydrochloride (PAH) and cobalt ferrite nanoparticles (NPs-CoFe2O4), by using the layer-by-layer (LbL) technique. The films were fabricated onto Field-Effect-Devices (FED) type ElectrolyteInsulator-Semiconductor (EIS) with p-Si-SiO2-Ta2O5 structure and used to detect hydrogen peroxide (H2O2), and heavy metals of Cd2+ and Cu2+ ions. The NPs-CoFe2O4 and GO solutions were characterized by transmission electron microscopy (TEM), and the films were characterized by scanning electron microscopy with field emission (FEG-SEM). For the preparation of the films we used three different GO concentrations: 0.1 mg/mL, 0.5 mg/mL and 1.0 mg/mL. The films were characterized by electrochemical techniques of capacitance/voltage (C/V) and constant capacitance (ConCap) to investigate an optimal number of bilayers and for detecting pH, H2O2, and Cd2+, Cu2+ ions. The results showed that the optimum number of bilayers to be deposited onto the chips were between 6 and 10 bilayers. pH detections showed that the films prepared with GO at 0.5 mg/mL were more sensitive than others prepared with concentrations at 0.1 mg/mL and 1 mg/mL. Films without the presence of NPsCoFe2O4 revealed no response signals toward H2O2, demonstrating that the detection of such substance is directly associated with the ferrites. For all films, the sensor EISPAH-CoFe2O4/GO(6bi/0,5) exhibited the best properties with stable response signal and higher sensitivity for the detection of H2O2, and Cd2+, Cu2+ ions. These results show the importance of studying optimized films with suitable architectures that lead to nanostructures that may be used as sensing units with enhanced properties for the detection of substances of interest for environmental monitoring. | eng |
| dc.format | application/pdf | * |
| dc.thumbnail.url | http://bdtd.uftm.edu.br/retrieve/3189/Dissert%20Paulo%20V%20Morais.pdf.jpg | * |
| dc.language | por | por |
| dc.publisher | Universidade Federal do Triângulo Mineiro | por |
| dc.publisher.department | Instituto de Ciências Exatas, Naturais e Educação - ICENE | por |
| dc.publisher.country | Brasil | por |
| dc.publisher.initials | UFTM | por |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais | por |
| dc.relation.references | ZHAO, G.; LI, J.; REN, X.; CHEN, C.; WANG, X. Few-Layered Graphene Oxide Nanosheets as Superior Sorbents for Heavy Metal Ion Pollution Management. Environmental Science Technology, v. 45, p. 10454–10462, 2011. 2. GONG, X.; BI, Y.; ZHAO, Y.; LIU, G.; TEOH, W. Y. Graphene oxide-based electrochemical sensor: a platform for ultrasensitive detection of heavy metal ions. Royal Society of Chemistry Advances, v. 4, p. 24653, 2014. 3. XU, M.; CHAI, J.; HU, N.; HUANG, D.; WANG, Y.; HUANG, X.; WEI, H.; YANG, Z.; ZHANG, Y. Facile synthesis of soluble functional graphene by reduction of graphene oxide via acetylacetone and its adsorption of heavy metal ions. Nanotechnology, v. 25, p. 9, 2014. 4. TING, S. L.; EE, S. J.; ANANTHANARAYANAN, A.; LEONG, K. C.; CHEN, P. Graphene quantum dots functionalized gold nanoparticles for sensitive electrochemical detection of heavy metal ions. Electrochimica Acta, v. 172, p. 7–11, 2015. 5. HAMMOND, P. T. Form and function in multilayer assembly: new applications at the nanoscale. Advanced Materials, v. 16, n. 15, p. 1271-1293, 2004. 6. QUINN, J. F.; JOHNSTON, A. P. R.; SUCH, G. K.; ZELIKIN, A. N.; CARUSO, F. Next generation, sequentially assembled ultrathin films: Beyond electrostatics. Chemical Society Reviews, v. 36, n. 5, p. 707-718, 2007. 7. CUI, Y.; WEI, Q. Q.; PARK, H. K.; LIEBER, C. M. Nanowire nanosensors for highly sensitive and selective detection of biological and chemical species. Science, v. 293, n. 5533, p. 1289-1292, 2001. 8. PATOLSKY, F.; TIMKO, B. P.; ZHENG, G. F.; LIEBER, C. M. Nanowire-based nanoelectronic devices in the life sciences. Mrs Bulletin, v. 32, n. 2, p. 142- 149, 2007. 9. SIQUEIRA JR., J. R. Filmes automontados de nanotubos de carbono aplicados em sensores. 2010. 114p. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Instituto de Física de São Carlos- Instituto de Química de São Carlos – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2010. 10.LVOV, Y.; HASS, H.; DECHER, G.; OEHWALD, H. Assembly, structural characterization, and thermal behavior of layer-by-layer deposit ultrathin films of poly(vinyl sulfate) and poly(allylamine). Langmuir, v. 9, n. 2, p. 481-486, 1993. 11.DECHER, G. Fuzzy nanoassemblies: toward layered polymeric multicomposites. Science, v. 277, n. 5330, p. 1232-1237, 1997. 12.SASAKI, T.; EBINA, Y.; TANAKA, T.; HARADA, M.; WATANABE, M.; DECHER, G. Layer-by-Layer assembly of titania nanosheet/polycation composite films. Chemistry of Materials, v. 13, n. 12, p. 4661-4667, 2001. 13.GOMES, D. K. S. Ferritas de cobalto dopadas com níquel: síntese, caracterização e propriedades magnéticas. 2010. 114 f. Tese (Doutorado em Química) – Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal. 2010. 14.CAMILO, R. L. Síntese e caracterização de nanopartículas magnéticas de ferrita de cobalto recobertas por 3-aminopropiltrietoxissilano para uso como material híbrido em nanotecnologia. 2006. 209p. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear - Materiais) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006. 15.MATTOS, I. L.; SHIRAISHI, K. A.; BRAZ, A. D.; FERNANDES, J. R. Peróxido de hidrogênio: importância e determinação. Química Nova [online], v. 26, n. 3, p. 373-380, 2003. 16.CHANG, J. et al. Graphene-based sensors for detection of heavy metals in water: a review. Analytical Bioanalytical Chemistry, v. 406, p. 3957–3975, 2014. 17.POGHOSSIAN, A.; SCHÖNING, M. J. Silicon-based chemical and biological field-effect devices. In: GRIMES, C. A.; DICKEY, E. C.; PISHKO, M. V. (Ed.). Encyclopedia of sensors. Stevenson Ranch (USA): American Scientific Publishers, v.9, p 463-533, 2006. 18.VIEIRA, N. C. S. Sensores e biossensores baseados em transistores de efeito de campo utilizando filmes automontados nanoestruturados. 2012. 120 p. Tese (Doutorado em Física Aplicada) - Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2012. 19.LVOV, Y.; HASS, H.; DECHER, G.; OEHWALD, H; KALACHEV, A. Assembly of polyelectrolyte molecular filmsonto plasma-treated glass. The Journal of Physical Chemistry, v. 97, n. 49, p. 12835-12841, 1993. 20.SCHULZE, K.; KIRSTEIN, S. Layer-by-layer deposition of TiO2 nanoparticles. Applied Surface Science, v. 246, n. 4, p. 415-419, 2005. 21.VIEIRA, N. C. S.; FERNANDES, E. G. R.; FACETO, A. D.; ZUCOLOTTO V.; GUIMARÃES, F. E. G. Nanostructured polyaniline thin films as pH sensing membranes in FET-based devices. Sensors and Actuators B – chemical, v. 160, p. 312-317, 2011. 22.SIQUEIRA, J. R.; CRESPILHO, F. N.; ZUCOLOTTO, V.; OLIVEIRA, O. N. Bifunctional electroactive nanostructured membranes. Electrochemistry Communications, v. 9, n. 11, p. 2676-2680, 2007. 23.FERREIRA, M.; FIORITO, P. A.; OLIVEIRA, O. N., DE TORRESI, S. I. C. Enzyme-mediated amperometric biossensors prepared with the Layer-by-Layer (LbL) adsorption technique. Biossensors & Bioelectronics, v. 19, n. 12, p. 1611-1615, 2004. 24.DECHER, G.; LEHR, B.; LOWACK, K.; LVOV, Y.; SCHMITT, J. New nanocomposite films for biossensors: layer-by-layer adsorbed films of polyelectrolytes, proteins of DNA. Biossensors & Bioelectronics, v. 9, n. 9- 10, p. 677-684, 1994. 25.KATZ, E.; WILLNER, I. Biomolecule-functionalized carbon nanotubes: Applications in nanobioelectronics. Chemphyschem, 2004, 5, 1085-1104. 26.BALASUBRAMANIAN, K.; BURGHARD, M. Biossensors based on carbon nanotubes Anal. Bioanalytical Chemistry, v. 385, p. 452-468, 2006. 27.GUO, S. J.; WANG, E. K. Synthesis and electrochemical applications of gold nanoparticles Anal. Chimica Acta, v. 598, p. 181-192, 2007. 28.CARDOSO, L. H. G. Nanopartículas magnéticas de ferritas mistas de cobalto e zinco. 2011. 109p. Tese (Doutorado) – Instituto Militar de Engenharia. Rio de Janeiro 2011. 29.ALLEN, B. L.; KICHAMBARE, P. D.; STAR, A. Carbon nanotube field-effecttransistor-based biossensors. Advanced Materials, v.19, p. 1439-1451, 2007. 30.KIM, S. N.; RUSLING, J. F.; PAPADIMITRAKOPOULOS, F. Carbon nanotubes for electronic and electrochemical detection of biomolecules Advanced Materials, v. 19, p. 3214-3228, 2007. 31.WILLNER, I.; WILLNER, B. Biomolecule-Based Nanomaterials and Nanostructures. Nano Letters, v. 10, p. 3805-3815, 2010. 32.DANIEL, M.-C.; ASTRUC, D. Gold Nanoparticles: Assembly, Supramolecular Chemistry, Quantum-Size-Related Properties, and Applications toward Biology, Catalysis, and Nanotechnology. Chemical Reviews, v. 104, p. 293-346, 2004. 33.CULLITY, B. D. Introduction to magnetic materials. Addison Wesley Publishing Company, 1972. 34.HARRIS, V. G. et al. Recent advances in processing and applications of microwave ferrites. Jounal of Magnetism and Magnetic Materials, v. 321, p. 2035-2047, 2009. 35.NGO, A. T.; BONVILLE, P.; PILENI, M. P. Spin canting and size effects in nanoparticles of nonstoichiometric cobalt ferrite. Journal of Applied Phisics, v. 89(6), p. 3370-3376, 2001. 36.M. KOOTI, M. AFSHARI. Magnetic cobalt ferrite nanoparticles as an efficient catalyst for oxidation of alkenes, Scientia Iranica, v. 19, p. 1991-1995, 2012. 37.J. TONGA, L. BOC, Z. LI, Z. LEI, C. XIAA. Magnetic CoFe2O4 nanocrystal: a novel and efficient heterogeneous catalyst for aerobic oxidation of cyclohexane. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, v. 307, p. 58–63, 2009. 38.E. MANOVA, T. TSONCHEVA, C. ESTOURNE, D. PANEVA, K. TENCHEV, I. MITOV, L. PETROV. Nanosized iron and iron–cobalt spinel oxides as catalysts for methanol decomposition. Applied Catalysis A: General, v. 300, p. 170– 180, 2006. 39.ZHANG, Y. et al. Adsorption of Pb(II) and Hg(II) from aqueous solution using magnetic CoFe2O4-reduced graphene oxide. Journal of Molecular Liquids, v. 191, p. 177-182, 2014. 40.P. HIRAIND, S. SENGUPTA. Spinel ferrites as catalysts: a study on catalytic effect of coprecipitated ferrites on hydrogen peroxide decomposition. Canadian Journal of Chemistry, v. 69, p. 33–36, 1991. 41.NAKADA, M.; FUJITA, G. D. Edge state in graphene ribbons: nanometer size effect and edge shape dependence, Physical Review, v. 54, p.17954–17961, 1996. 42.LI, J. et al. A graphene oxide-based electrochemical sensor for sensitive determination of 4-nitrophenol. Journal of Hazardous Materials, v. 201–202, p. 250–259, 2012. 43.HE, H., J. K., M. F. A new structure model for graphite oxide. Chemical Physics, n. 287 p. 53–56, 1998. 44.MATTOS, I. L.; SHIRAISHI, K. A.; BRAZ, A. D.; FERNANDES, J. R. Peróxido de hidrogênio: importância e determinação. Química Nova [online], v. 26, n. 3, p. 373-380, 2003. 45.PINTO, A. P. M. M. O. DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE DETECÇÃO POTENCIOMÉTRICO DIFERENCIAL PARA A DETERMINAÇÃO POR FIA DO TEOR DE AZOTO TOTAL EM ALIMENTOS E ÁGUAS. Dissertação (Mestrado) Faculdade de Farmácia do Porto, Porto, 1997. 46.SCHÖNING, M. J. "PLAYING AROUND" with field-effect sensors on the basis of EIS structures, LAPS and ISFETs. Sensors, v. 5, n. 3, p. 126-138, 2005. 47.SILVA, A. C. A., GRATENS, X., CHITTA, V. A., FRANCO, S. D., SILVA, R. S., CONDELES, J. F. e DANTAS, N. O. Effects of Ultrasonic Agitation on the Structural and Magnetic Properties of CoFe2O4 Nanocrystals. European Journal of Inorganic Chemistry, p. 5603-5608, 2014. 48.FU, C. et al. Evaluation and Characterization of Reduced Graphene Oxide Nanosheets as Anode Materials for Lithium-Ion Batteries. International Journal of Electrochemical Science, v. 8, p. 6269-6280, 2013. 49.SIQUEIRA JUNIOR, J. R.; ABOUZAR, M. H.; BÄCKER, M.; ZUCOLOTTO, V.; POGHOSSIAN, A.; OLIVEIRA JUNIOR, O. N.; SCHÖNING, M. J. Carbon nanotubes in nanostructured films: potential application as amperometric and potentiometric field-effect 105 (bio-)chemical sensors. Physica Status Solidi A-Applications and Materials Science, v. 206, n. 3, p. 462-467, 2009. 50.BLANTON, T. N. e MAJUMDAR, D. Characterization of x-ray irradiated graphene oxide coatings using x-ray diffraction, x-ray photoelectron spectroscopy, and atomic force microscopy. International Centre for Diffraction Data, p. 116-122, 2013. 51.ALLEN, B. L.; KICHAMBARE, P. D.; STAR, A. Carbon nanotube field-effecttransistor-based biosensors. Advanced Materials, v.19, p. 1439-1451, 2007. 52.J. TONGA, L. BOC, Z. LI, Z. LEI, C. XIAA. Magnetic CoFe2O4 nanocrystal: a novel and efficient heterogeneous catalyst for aerobic oxidation of cyclohexane. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, v. 307, p. 58–63, 2009. | por |
| dc.rights | Acesso Aberto | por |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | - |
| dc.subject | Sensores EIS. | por |
| dc.subject | Filmes nanoestruturados. | por |
| dc.subject | Óxido de Grafeno. | por |
| dc.subject | Nanopartículas de CoFe2O4. | por |
| dc.subject | Detecção de H2O2. | por |
| dc.subject | EIS sensors. | eng |
| dc.subject | Nanostrucutred films. | eng |
| dc.subject | Graphene oxide. | eng |
| dc.subject | CoFe2O4 nanoparticles. | eng |
| dc.subject | H2O2 detection. | eng |
| dc.subject.cnpq | Química | por |
| dc.title | Sensores de feito de campo contendo nanofilmes de grafeno CoFe2O4 aplicados em monitoramento ambiental | por |
| dc.type | Dissertação | por |
| Aparece nas coleções: | Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais | |
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