Preparação, modificação, caracterização e aplicação de um eletrodo compósito de negro de acetileno e poliuretana derivada de óleo vegetal

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Silva, Rafael da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: acetylene black; bisfenol-A; bisphenol-A; composite electrode; copper nanoparticle; eletrodo compósito; escitalopram; nanopartícula de cobre; nanopartícula de prata; negro de acetileno; poliuretana; polyurethane; sildenafil; sildenafila; silver nanoparticle
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-25092024-100516/

Um novo eletrodo compósito a base de negro de acetileno e poliuretana de óleo vegetal (ABPUE), uma fonte renovável e sustentável, foi preparado e caracterizado quanto à composição da fase isolante e condutora, morfologia, hidrofobicidade e condutividade. Ao aplicar pressão suficiente, durante o processo de cura do compósito, foi possível obter resposta voltamétrica a partir de uma composição de 20% de AB (m/m), porém os melhores resultados em termos de intensidade de corrente e resistência mecânica foram obtidos com 60% (m/m) de condutor. Voltamogramas cíclicos em diferentes meios eletrolíticos permitiram estabelecer os intervalos úteis de potencial para utilização deste eletrodo e foi avaliada sua resposta a analitos orgânicos como dopamina, bisfenol-A (BPA) e hidroquinona. O material mostrou menor resistência à transferência de carga, quando comparado ao carbono vítreo, além de maior facilidade de renovação de superfície e possibilidade de modificação do corpo do eletrodo. Também foram avaliadas a sua potencialidade como sensor em amperometria. O BPA, um disruptor endócrino usado como plastificante na indústria de polímeros, foi determinado em amostras de água de abastecimento público e água de poço artesiano, utilizando o dispositivo sem modificação de superfície. Usando voltametria de pulso diferencial e sob condições otimizadas, foi possível determinar o analito em meio de tampão fosfato 0,10 mol L-1 em pH = 7,0, com resposta linear entre 0,10 e 10,0 µmol L-1 e LOD da ordem de 14 nmol L-1. O método proposto permitiu determinar o BPA fortificado em amostras de água de abastecimento público e de poço artesiano, com erros relativos da ordem de 1% e recuperações entre 102 - 105%. Interferência de alguns compostos orgânicos foi observada, mas pode ser contornada pela tomada adequada da corrente de pico. A superfície do ABPUE foi modificada pela eletrodeposição de nanopartículas de cobre. Após ativação eletroquímica com NaOH 0,50 mol L-1, o eletrodo foi usado na determinação de escitalopram em amostras de água mineral e urina sintética, por voltametria cíclica (CV) e de pulso diferencial (DPV), com resposta linear entre 0,020 - 0,10 µmol L-1 (LOD = (5 ± 1) nmol L-1) e 0,040 - 0,20 µmol L-1 (LOD = (5,1 ± 0,9) nmol L-1), respectivamente. Os concomitantes presentes na água mineral não interferiram nas determinações. Um mecanismo de ação do eletrodo foi proposto. Já a presença de creatinina, mostrou interações, mas não foi impeditiva na determinação do fármaco em urina sintética. Finalmente, nanopartículas de prata foram depositadas na superfície de AB por cinco métodos diferentes, tendo sido escolhido a procedimento empregando redução dos íons metálicos por etilenoglicol em banho termal, pelo maior rendimento. O material resultante foi caracterizado por técnicas espectroscópicas e termogravimetria e usado na preparação de compósitos aglutinados pela PU vegetal e usados na análise de sildenafila em meio de tampão fosfato 0,10 mol L-1, pH = 3.0, com resposta linear entre 1,0 e 10,0 µmol L-1 (LOD = 0,89 µmol L-1). O dispositivo foi usado na determinação do fármaco em formulações farmacêuticas e urina sintética, com concordância de 95% com os valores rotulados e a quantidade intencionalmente adicionada em urina sintética, a qual estava em níveis esperados para este fármaco. Possível interferência de corantes das formulações pode ser observada.