Desenvolvimento de sensores eletroquímicos à base de hydrochar e nanopartículas de antimônio para determinação de metais pesados em amostras de chás

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Melaré, Aline Giuli [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Análise eletroquímica; Sensores; Hydrochar; Nanopartículas de antimônio; Metais pesados; Chás
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/311088

Os metais pesados, ainda hoje, são utilizados nos mais variados setores industriais e seu descarte incorreto acarreta em danos significativos à fauna e à flora, e impactam a saúde humana. A Camellia sinensis é uma das plantas que são afetadas por esse descarte de resíduos, o que causa preocupação, visto que as folhas desse arbusto são responsáveis por produzir os chás, dentre eles, o chá preto e o chá verde. É necessário que existam técnicas simples e de baixo custo que sejam capazes de detectar a presença de metais pesados nessa bebida com o intuito de minimizar a exposição humana a esses contaminantes. Esse trabalho visa desenvolver um sensor eletroquímico baseado em hydrochar (HDC) e nanopartículas de antimônio (SbNPs) para a detecção dos metais cádmio, chumbo, cobre e mercúrio em chá verde e chá preto. O uso do hydrochar está sendo investigado como uma possível alternativa a outros materiais carbonáceos, visto que esse material é produzido a partir de biomassas que não possuem um destino final apropriado, e também acarretam em sérios impactos ambientais. A caracterização morfológica dos materiais foi realizada por microscopia eletrônica de varredura (FEG-SEM) e a caracterização eletroquímica se deu por meio da voltametria cíclica (CV) e impedância eletroquímica. As técnicas demonstraram que a modificação do HDC pelas SbNPs foi bem-sucedida. Foram realizados experimentos de otimização utilizando-se da técnica de voltametria de onda quadrada de redissolução anódica (SWASV), no qual se avaliaram os seguintes parâmetros: porcentagem de SbCl3 presente no compósito, concentração do filme depositado na superfície do eletrodo, eletrólito de suporte mais adequado, pH da solução fosfato, potencial de acumulação, tempo de acumulação, frequência e amplitude de pulso. Os valores otimizados foram, respectivamente: 40% (m/m), 1,0 mg/mL, solução fosfato, pH 3,0, -1,0 V, 75 s, 50 Hz e 50 mV. A correlação linear com as concentrações dos íons metálicos foi alcançada e os seus limites de detecção (LOD) foram calculados: 134 (Cd2+), 34 (Pb2+), 92 (Cu2+) e 219 (Hg2+) µg L-1. A complexidade da matriz dos chás e a interação entre os íons metálicos em solução afetou a quantificação correta dos metais, por isso também foram realizadas análises simultâneas em água da torneira, bem como análises individuais de cada metal nos chás verde, preto e em água. Para as análises simultâneas nos chás e na água, assim como as análises individuais realizadas nos chás, foram observadas interferências, sendo quantificados valores muito inferiores ao das concentrações adicionadas. As análises individuais em água da torneira foram as únicas que consistentemente foram capazes de quantificar valores de concentrações superiores ao adicionado. Apesar das dificuldades encontradas, o sensor foi desenvolvido e obteve certo sucesso ao se detectar os íons metálicos em solução.