Desenvolvimento de dispositivos eletroquímicos baseados em nanoestruturas de carbono e prata para a detecção de interferentes endócrinos em amostras de água de abastecimento

• Autor(a) principal: Gomes, Nathalia Oezau
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-28072023-094314/
• topic: água de abastecimento público; controle de qualidade; electrochemical sensors; emerging pollutants; ethinylestradiol; etinilestradiol; nonilfenol; nonylphenol; paroxetina; paroxetine; poluentes emergentes; public water supply; quality control; sensores eletroquímicos

O comprometimento das fontes de águas naturais pelos poluentes emergentes é um problema eminente para saúde pública e desenvolvimento das nações. Então, desenvolver novas estratégias para controle de poluentes emergentes é essencial para assegurar a qualidade água das estações de tratamento, o que requer sistemas portáteis e capazes de fazer o monitoramento em tempo real. Nesta tese oferecemos dois dispositivos eletroquímicos descartáveis que apresentam simplicidade de fabricação e baixo custo para o monitoramento de interferentes endócrinos e antidepressivos em amostras de água. Foram empregados dois arranjos distintos de nanomateriais, a saber, nanoesferas ocas de carbono (CSS), e um material compósito de nanocabos de prata/carbono e CSS decoradas com nanopartículas de prata. Estes nanomateriais demonstraram ser alternativas sustentáveis, atóxicas, produzidos por rotas verdes e promissores para a projeção de sensores eletroquímicos. O primeiro dispositivo consistiu em um sensor eletroquímico duplo e flexível que foi responsável por fazer a detecção de nonilfenol e paroxetina em amostras de água de abastecimento. A plataforma contém dois sensores voltamétricos, com diferentes eletrodos de trabalho unidos pelo eletrodo auxiliar que foram pré-tratados ou recobertos com CSS. Os eletrodos foram avaliados e otimizados de forma a apresentarem uma faixa linear de resposta que fosse capaz de detectar os analitos supracitados, empregando-se a voltametria de onda quadrada. O eletrodo de trabalho 1 (ET1) submetido a uma etapa de pré-tratamento eletroquímico com ácido sulfúrico foi responsável pela detecção seletiva de nonilfenol no intervalo concentração de 1,010 &micro;mol L-1 com limite de detecção de 0,8 &micro;mol L-1. Já o eletrodo de trabalho 2 (ET2) modificado com nanoesferas de carbono (diâmetro ~ 156 nm) foi feita a detecção da paroxetina no mesmo intervalo de concentração obtendo-se um limite de detecção de 0,67 &micro;mol L-1. Nesta tese, também foi feito pela primeira vez o crescimento hidrotermal de um material compósito baseado em nanocabos de prata revestidos com casca de carbono (Ag@C) decorado com nanopartículas de prata (AgNP) e nanoesferas ocas de carbono decoradas com nanopartículas de prata Ag@C-AgNP/CSS-AgNP. O protocolo de síntese envolve uma única etapa de preparação e sem necessidade de utilizar polímeros e surfactantes como agentes de estabilização. O segundo dispositivo eletroquímico foi feito a partir da incorporação deste material a área de detecção, o que permitiu fazer a quantificação de etinilestradiol em amostras de água de abastecimento e pílulas anticoncepcionais fornecendo um limite de detecção de 0,76 &micro;mol L-1. Os dois dispositivos eletroquímicos produzidos apresentaram seletividade (porcentagens de interferência < 15 % ), valores de sensibilidade comparáveis a outros sensores reportados na literatura e estabilidade do sinal analítico ao longo de um período entre 45 e 60 dias de armazenamento.