Avaliação dos efeitos da funcionalização por tratamento ácido no desempenho eletroanalítico de eletrodos modificados com nanotubos de carbono de paredes múltiplas

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Stefano, Jéssica Santos
• Orientador(a): Muñoz, Rodrigo Alejandro Abarza
• Banca de defesa: Takeuchi, Regina Massako, Souza, Djenaine de, Jost, Cristiane Luisa, Felix, Fabiana da Silva
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Uberlândia
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Química
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Química; Nanotubos de carbono; Ciprofloxacina; Omeprazol; Química analítica; Eletrodos; TNT; Compostos fenólicos; Carbon nanotubes; Acid functionalization; Residual metallic impurities; Phenolic compounds; Ciprofloxacin; Omeprazole; Funcionalização ácida; Impurezas metálicas residuais
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::ELETROANALITICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/28853; http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.3001

As propriedades únicas dos nanotubos de carbono fazem deste material um alvo de grande interesse, possuindo importantes aplicações em eletroanálise, destacando-se suas propriedades eletrocatalíticas como modificadores de superfícies eletródicas na fabricação de sensores eletroquímicos. O presente trabalho demonstra que o comportamento eletroquímico de diferentes moléculas como fármacos, incluindo omeprazol e ciprofloxacina, compostos fenólicos como catecol, dopamina, hidroquinona e o tert-butil-hidroquinona, ou mesmo moléculas de interesse forense, como o 2,4,6-trinitrotolueno (TNT), em eletrodo de carbono vítreo modificado com nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs) é afetado pela funcionalização ácida deste material. Estudos voltamétricos e amperométricos mostraram que o eletrodo de carbono vítreo modificado com MWCNT não funcionalizados (NF-MWCNTs) apresentou melhor desempenho analítico em comparação com o eletrodo modificado com mesmo material, porém após processo de funcionalização por tratamento ácido (F-MWCNT). Alteração da área superficial dos nanomateriais de carbono e a remoção de impurezas metálicas presentes nos MWCNTs foram efeitos observados após processo de funcionalização com HNO3/H2SO4, e ambos processos contribuíram para o melhor desempenho dos eletrodos modificados com NF-MWCNTs. Resultados de espectroscopia de impedância eletroquímica mostraram maior facilidade no processo de transferência de elétrons com o uso de NFMWCNT. Um aumento nas respostas voltamétricas (até 10 vezes), maiores valores de inclinação da reta em estudos amperométricos (até 7 vezes) e, em alguns casos, faixa linear de trabalho mais ampla, foram verificados. Embora a funcionalização ácida introduza grupos oxigenados e defeitos na estrutura dos MWCNTs verificados por técnicas de caracterização superficial que poderiam contribuir para efeito eletrocatalítico de MWCNTs, a presença de impurezas metálicas nos MWCNTs não tratados, como Fe, Mo e Co, tem papel fundamental na sensibilidade dos sensores eletroquímicos. A funcionalização removeu quase completamente impurezas residuais metálicas dos MWCNTs e resultou na diminuição da área superficial específica do material, o que também pode ter contribuído para a perda em sensibilidade dos sensores. Esta característica foi explorada tanto na oxidação quanto na redução de espécies eletroativas, permitindo a produção de sensores amperométricos e voltamétricos mais sensíveis.