Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37072
Título: | Obtenção e caracterização de filmes de dióxido de titânio nanoestruturado modificados com óxidos mistos de cobre para detecção e quantificação de hidroximetilfurfural |
Título(s) alternativo(s): | Obtaining and characterization of nanostructured titanium dioxide films modified with mixed copper oxides for detection and quantification of hydroxymethylfurfural |
Autor(es): | Mello, Leoncio de |
Orientador(es): | Sikora, Mariana de Souza |
Palavras-chave: | Mel Detectores Dióxido de titânio Voltametria Honey Detectors Titanium dioxide Voltammetry |
Data do documento: | 11-Fev-2025 |
Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
Câmpus: | Pato Branco |
Citação: | MELLO, Leoncio de. Obtenção e caracterização de filmes de dióxido de titânio nanoestruturado modificados com óxidos mistos de cobre para detecção e quantificação de hidroximetilfurfural. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2025. |
Resumo: | A adulteração do mel com açúcares é um problema que compromete a qualidade e a segurança alimentar, sendo de difícil identificação. A presença de altas concentrações de hidroximetilfur- fural no mel é um indicador de adulteração ou de condições inadequadas de processamento e armazenamento. Este trabalho teve como objetivo desenvolver filmes nanoestruturados de dióxido de titânio modificados com óxidos mistos de cobre para a detecção e quantificação de hidroximetilfurfural, utilizando técnicas de voltametria cíclica e de pulso diferencial. Os filmes foram sintetizados por anodização potenciostática e calcinados a 450 ˚C para obtenção da fase cristalina anatase. Posteriormente, foram autodopados em tampão Tris-HCl e tampão fosfato, com aplicação de um potencial de redução de -1,4 V, convertendo íons de titânio de estado de oxidação +4 para +3. Os óxidos mistos de cobre foram incorporados por eletrodeposição pulsada, utilizando 200 ciclos de pulsos catódicos. A caracterização estrutural dos filmes foi realizada por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia Raman e difração de raios X, confirmando a formação de nanotubos organizados na fase anatase. Análises eletroquímicas em tampão Tris-HCl e tampão fosfato indicaram que a autodopagem em tampão fosfato aumentou a condutividade elétrica dos filmes, favorecendo a detecção do hidroximetilfurfural. O comportamento eletroquímico do analito foi avaliado, revelando uma interação adsortiva com o sensor. Essa interação está associada à formação de complexos intermediários que catalisam a oxidação do analito. Uma curva analítica foi construída por voltametria de pulso diferencial no intervalo de 0,006 a 500 ppm, utilizando eletrólito puro e amostras de mel para avaliar os efeitos de matriz. A partir das análises em amostras de mel, foram obtidos um coeficiente de determinação de 94,12% e limites de detecção e quantificação de 0,013 e 0,039 ppm, respectivamente. O filme obtido demonstrou alta sensibilidade, seletividade, repetibilidade e estabilidade, sendo validado para a análise de amostras reais de mel. A comparação com o método de White modificado revelou resultados concordantes, com a vantagem de o sensor ser insensível à turbidez, eliminando a necessidade de clarificação da amostra, característica que o torna especialmente útil para análise de méis de coloração escura. Conclui-se que o filme de dióxido de titânio autodopado e dopado com óxidos mistos de cobre é uma ferramenta eficiente, precisa e de baixo custo para a detecção e quantificação de hidroximetilfurfural em mel, destacando-se como uma alternativa viável e robusta frente às técnicas analíticas convencionais. |
Abstract: | The adulteration of honey with sugars is a significant issue that compromises quality and food safety, making it difficult to detect. The presence of high concentrations of hydroxymethylfurfural in honey is an indicator of adulteration or inadequate processing and storage conditions. This study aimed to develop nanostructured titanium dioxide films modified with mixed copper oxides for the detection and quantification of HMF using cyclic voltammetry and differential pulse voltammetry techniques. The films were synthesized by potentiostatic anodization and calcined at 450 ˚C to obtain the anatase crystalline phase. Subsequently, they were self-doped in Tris-HCl and phosphate buffer solutions by applying a reduction potential of -1,4 V, converting titanium ions from oxidation state +4 to +3. The mixed copper oxides were incorporated by pulsed electrodeposition using 200 cycles of cathodic pulses. Structural characterization of the films was performed using scanning electron microscopy, Raman spectroscopy, and X-ray diffraction, confirming the formation of organized nanotubes in the anatase phase. Electrochemical analy- ses in Tris-HCl and phosphate buffer solutions indicated that self-doping in phosphate buffer increased the electrical conductivity of the films, enhancing HMF detection. The electrochemical behavior of the analyte was evaluated, revealing an adsorptive interaction with the sensor. This interaction is associated with the formation of intermediate complexes that catalyze the analyte’s oxidation. An analytical curve was constructed by differential pulse voltammetry in the range of 0,006 to 500 ppm, using pure electrolyte and honey samples to assess matrix effects. Based on analyses in honey samples, a determination coefficient of 94,12% was obtained, with detection and quantification limits of 0,013 and 0,039 ppm, respectively. The developed film demonstrated high sensitivity, selectivity, repeatability, and stability, being validated for real honey sample analysis. Comparison with the modified White method showed consistent results, with the advantage that the sensor is insensitive to turbidity, eliminating the need for sample clarification4a feature that makes it particularly useful for analyzing dark-colored honey. In conclusion, the self-doped titanium dioxide film modified with mixed copper oxides proved to be an efficient, accurate, and cost-effective tool for detecting and quantifying HMF in honey, standing out as a viable and robust alternative to conventional analytical techniques. |
URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37072 |
Aparece nas coleções: | PB - Química |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|---|
filmesnanoestruturadooxidosmistos.pdf | 940,76 kB | Adobe PDF | ![]() Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons