Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37414
Título: Luminescência de complexo de európio(III) intensificada por nanopartículas de prata: um potencial sensor luminescente
Título(s) alternativo(s): Europium(III) complex luminescence enhanced by silver nanoparticles: a potential luminescent sensor
Autor(es): Oliveira, Daniel Hachiya de
Orientador(es): Adati, Renata Danielle
Palavras-chave: Metais de terras-raras
Detectores
Fluorescência
Luminescência
Nanopartículas
Íons - Detecção
Rare earth metals
Detectors
Fluorescence
Luminescence
Nanoparticles
Ions - Detection
Data do documento: 18-Mar-2025
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: OLIVEIRA, Daniel Hachiya de. Luminescência de complexo de európio(III) intensificada por nanopartículas de prata: um potencial sensor luminescente. 2025. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025.
Resumo: O desenvolvimento de sensores para a detecção de analitos aos quais os seres humanos e o meio ambiente estão expostos pode ser otimizado por meio de estudos de sensores ópticos. Esses são dispositivos que fazem a detecção de uma substância de interesse ao gerar um sinal analítico visível, como uma mudança de cor, emissão de luz ou supressão de luminescência. O presente estudo investiga a intensificação da emissão do complexo tris betadicetonato de európio com o ligante butil metoxidibenzoilmetano (bmdm), [Eu(bmdm)3(H2O)2], pelo efeito de Fluorescência Intensificada por Metal (MEF), ao utilizar nanopartículas de prata e explorar a possibilidade de aplicação desse sistema na detecção de diversos íons inorgânicos. O complexo foi sintetizado com uma proporção molar de 1:3 de Eu:bmdm, a estequiometria foi confirmada por Titulação Complexométrica e Análise Elementar, a coordenação por Espectroscopia no Infravermelho e a emissão visível por Espectroscopia de Fotoluminescência. As nanopartículas de prata foram sintetizadas em solução aquosa utilizando pectina como agente redutor e passivante, e sua formação foi confirmada pelo monitoramento da ressonância plásmon de superfície por Espectroscopia no Ultravioleta e Visível. O tamanho das nanopartículas foi estimado por imagens de Microscopia Eletrônica de Transmissão, e apresentou diâmetros entre 20 e 50 nm, a depender das condições da síntese. Diferentes metodologias para prolongar a estabilidade das partículas também foram exploradas e a aplicação de ácido cítrico como passivante foi o melhor método. A presença de Cu2+, Fe2+, Fe3+, CrO42-, Cr2O72-, H2PO4- e HPO42- em uma dispersão a 100 µmol L-1 do complexo exibiu uma clara supressão na emissão, com os analitos sendo detectados em concentrações entre 10 e 1000 µmol L-1. O efeito MEF foi observado na proporção adequada entre complexo e nanopartículas e possibilitou a detecção de analitos ao aplicar uma concentração de európio(III) até 25 vezes menor que no estudo de detecção sem nanopartículas. Também foi confirmada a possibilidade de detecção e quantificação ao utilizar Colorimetria de Imagem Digital, recurso que permite análise de forma mais rápida e acessível. Esses resultados sugerem que a combinação desses materiais tem um grande potencial para o desenvolvimento de dispositivos e métodos analíticos para a detecção e quantificação de alguns íons inorgânicos em dispersões aquosas. A aplicação do efeito MEF pode ser uma grande vantagem, pois possibilita o uso de menos material luminescente, o que faz os métodos e os dispositivos desenvolvidos com esses materiais mais baratos e eficientes, e podem também alcançar menores limites de detecção e quantificação dos analitos.
Abstract: The development of sensors for analytes detection which humans and the environment are exposed to can be optimized by optical sensors studies. These are devices that make the detection of a substance of interest generating a visible analytical sign like a color change, light emission or luminescence quenching. The present study investigated the emission intensification of europium tris betadiketonate complex with the ligand butyl methoxydibenzoylmethane (bmdm), [Eu(bmdm)3(H2O)2], by Metal-Enhanced Fluorescence (MEF) effect, using silver nanoparticles and exploring the possibility to apply this system on the detection of various inorganic ions. The complex was synthesized with 1:3 molar ratio of Eu:bmdm, stoichiometry was confirmed by Complexometric Titration and Elemental Analysis, the coordination by Infrared Spectroscopy and the visible emition by Photoluminescence Spectroscopy. The silver nanoparticles were synthesized in aqueous solution using pectin as reducing and capping agent and its formation were confirmed by monitoring surface plasmon resonance by Ultraviolet and Visible Spectroscopy. The nanoparticles size was estimated by Transmission Electron Microscopy images and presented diameters between 20 and 50 nm, depending on the synthesis conditions. Different methodologies to extend the particles stability were also explored and the application of citric acid as capping agent was the better one. The presence of Cu2+, Fe2+, Fe3+, CrO42-, Cr2O72-, H2PO4- and HPO42- in a 100 µmol L-1 complex dispersion exhibited a clear quenching in the emission, with the analytes being detected between 10 and 1000 µmol L-1. The MEF effect was observed in the appropriate proportion of complex and nanoparticles and made possible to detect the analytes applying a concentration of europium(III) up to 25 times lower than the detection without nanoparticles. It was also confirmed the possibility of detection and quantification using Digital Image Colorimetry, resource that allows analysis in a faster and more accessible way. These results suggest that the combination of these materials has a great potential for the development of devices and analytical methods for detection and quantification of some inorganic ions in aqueous dispersions. The application of MEF effect can be a great advantage, because it makes it possible to use less luminescent material which can make the methods and devices developed with these material cheaper and more efficient, and can also reach lower detection and quantification limits of the analytes.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37414
Aparece nas coleções:CT - Programa de Pós-Graduação em Química

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
EuropioNanoparticulaSensorLuminescente.pdf12,34 MBAdobe PDFThumbnail
Visualizar/Abrir


Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons Creative Commons