Obtenção, caracterização e funcionalização de pontos de carbono a partir de diferentes precursores e suas aplicações como sensores

• Autor(a) principal: Alessandra Pires Passos Zattar
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/46874
• topic: Pontos de carbono; Biomassa; Fluorescência; Sensor luminescente; Carbon dots; Biomass; Fluorescence; Luminescent sensor; Físico-química; Carbono; Materiais nanoestruturados; Biomassa; Fluorescência; Detectores óticos; Fotoluminescência; Quitosana; Amônia; Celulose

Os pontos de carbono (PCs) representam uma classe relativamente nova de nanomateriais de carbono e têm atraído grande interesse devido a propriedades, como alta solubilidade em água, possibilidade de funcionalização, resistência à fotodegradação, baixa toxicidade e excelentes propriedades ópticas com uma fluorescência relativamente alta. As propriedades dos PCs possibilitam sua aplicação em diversas áreas que vão desde a fotocatálise e optoeletrônica, até a bioimagem, além de atuar como sensores para diferentes substâncias, devido à sensibilidade da fotoluminescência na presença de determinados analitos. Neste trabalho, os PCs foram preparados por duas rotas, desidratação ácida e carbonização hidrotérmica, utilizando quitosana e celulose como precursores. A carbonização hidrotérmica mostrou-se uma rota mais adequada para a obtenção de maiores valores de rendimento quântico (RQ). Além disso, a funcionalização dos pontos de carbono foi realizada utilizando amônia, ácido bórico e PEG1500N. Os materiais foram caracterizados por diferentes técnicas de caracterização para investigar as propriedades ópticas e morfológicas dos PCs. A amostra de PC obtida da celulose quando modificada com amônia apresentou aumento no valor RQ de aproximadamente 1,0% (amostra PCCEL) para 6,1% (PCCEL-N). Além disso, a modificação química com o reagente PEG1500N aumentou significativamente o RQ da amostra PCCEL para 5,5%. Com a amostra PC obtida da quitosana, um valor RQ de 9,3% foi obtido para a amostra não modificada enquanto 15,3% de RQ foi obtido após uma modificação simples com amônia. Os PCs que apresentaram maiores valores de RQ foram estudados como sensores para uma série de íons metálicos. Ambos os PCs obtidos da quitosana e da celulose apresentaram seletividade para o íon Fe3+ e as amostras PCCEL-N e PCCEL-PEGN apresentaram os menores limites de detecção, 0,22 e 0,13μM, respectivamente.