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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16527| Título: | Eletrodos modificados pela técnica LbL para determinação eletroquímica de iodo |
| Autor(es): | Oliveira, Rafaela Daiane de |
| Orientador(es): | Marchesi, Luís Fernando Quintino Pereira |
| Palavras-chave: | Eletrodos Eletroquímica Iodo Prata - Partículas Electrodes Electrochemistry Iodine Silver - Particles |
| Data do documento: | 10-Dez-2014 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Ponta Grossa |
| Citação: | OLIVEIRA, Rafaela Daiane de. Eletrodos modificados pela técnica LbL para determinação eletroquímica de iodo. 2014. 72 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2014. |
| Resumo: | Neste trabalho, eletrodos modificados com filme Layer-by-Layer (LbL) foram aplicados para determinação eletroquímica de iodo. A construção dos filmes pela técnica LbL utilizou as nanopartículas de prata estabilizadas em amido (AgNPs-Am) como poliânion, alternando com o policátion 3-n-propilpiridínio-silsesquioxano (SiPy+Cl-). As AgNPs-Am foram sintetizadas por redução do sal AgNO3 utilizando o NaBH4. A formação das AgNPs-Am foi monitorada por espectroscopia na região do UV-Vis e medidas de espalhamento dinâmico de luz (DLS). A síntese de AgNPs-Am foi realizada em banho de gelo com concentrações finais de 3,6.10-3 mol/L de NaBH4, 0,9.10-3 mol/L de AgNO3 e amido 0,6 % (m/v). O tamanho médio das AgNPs-Am foi entre 21 e 77 nm. Imagens de microscopia eletrônica de transmissão (TEM) confirmaram que houve formação das AgNPs no interior e fora das cadeias de amido, sendo os menores tamanhos referentes às nanopartículas (NPs) estabilizadas pelo amido. Medidas de Potencial zeta indicaram estabilidade das NPs, confirmada por acompanhamento DLS que demonstrou baixa aglomeração em um período de 115 dias. Para caracterização das AgNPs-Am utilizou-se também espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e difração de raios X (XRD). Para construção dos filmes, pH e tempo de imersão dos polieletrólitos foram otimizados, assim como concentração de SiPy+Cl-, monitorando a deposição por UV-Vis. Os parâmetros ótimos foram tempo de imersão 240 segundos, solução de 2 mg/mL de SiPy+Cl pH 6,5 e AgNPs-Am pH 9,0. Imagens de microscopia de força atômica (AFM) mostram que a espessura dos filmes aumenta linearmente e a rugosidade decresce com o número de bicamadas. Espectros FTIR confirmaram a interação entre os polieletrólitos na montagem dos filmes. Os filmes LbL com configuração (SiPy+Cl-/AgNPs-Am)n (n = número de bicamadas) foram aplicados como eletrodos modificados para detecção de iodo, utilizando-se voltametria de pulso diferencial (VPD). Verificou-se que a interação dos componentes no filme LbL melhorou a intensidade de corrente. O filme (SiPy+Cl- /AgNPs-Am)n (n=5) apresentou melhor resposta de corrente em eletrólito suporte tampão fosfato salino (PBS) 0,1 mol/L pH 7,0. Os parâmetros instrumentais Epulso, e tpulso foram otimizados por planejamento fatorial 23. Verificou-se efeito significativo para interação de terceira ordem para intensidade de corrente do pico de redução do iodo, portanto os parâmetros instrumentais foram avaliados em conjunto. Os resultados da otimização foram tpulso = 0,05 s, = 40 mV/s e Epulso = 50 mV. Nestas condições, o eletrodo modificado obteve resposta linear para concentrações de iodo que variam de 4,34.10-5 a 3,47.10-4 mol/L (R=0,9936) e de 4,40.10-4 a 4,24.10-3 mol/L (R=0,9938). Respectivamente, obteve-se limite de detecção 5,56.10-6 e 1,51.10-5 mol/L e para o limite de quantificação 1,85.10-5 e 5,04.10-5 mol/L. Os resultados apresentados confirmam a potencialidade do uso das AgNPs-Am na modificação de eletrodos para determinação eletroquímica de iodo. |
| Abstract: | In this work, modified electrodes with Layer-by-Layer (LbL) films were applied for electrochemical determination of iodine. The construction of films by LbL technique used the starch-stabilized silver nanoparticles (AgNPs-Am) as polyanion, alternating with polycation 3-n-propylpyridiniumsilsesquioxane (SiPy+Cl-). The AgNPs-Am were synthesized by reduction of AgNO3 using the NaBH4. The formation of AgNPs-Am was monitored by UV-Vis spectroscopy and dynamic light scattering (DLS). The AgNPs-Am synthesis was performed in bath ice with final concentrations of 3.6 x 10-3 mol/L NaBH4, 0.9 x 10-3 mol/L AgNO3 and starch 0.6 % (w/v). The average size of the AgNPs-Am was between 21 and 77 nm. Transmission electron microscopy (TEM) confirmed the AgNPs-Am formation inside and outside of the starch chains, however the smaller sizes were referred to the NPs stabilized by starch. Measurements of Potential zeta indicated stability of the particles, confirmed by DLS monitoring that demonstrated low agglomeration of NPs in a period of 115 days. For the characterization of AgNPs-Am it was also used infrared spectroscopic (FTIR) and X-ray diffraction (XRD). In order to obtain the films, pH and immersion time of the polyelectrolytes were optimized, as well as the concentration of SiPy+Cl-, monitoring the deposition by UV-Vis. The optimum parameters were immersion time 240 seconds, 2 mg/mL SiPy+Cl- pH 6.5 and AgNPs-Am pH 9.0. Atomic force microscopy (AFM) images showed that film thickness increases linearly and the roughness decrease with the bilayers number. FTIR spectra confirmed the interaction between the polyelectrolytes in the assembly of LbL films. The LbL films with architecture (SiPy+Cl-/AgNPs-Am)n (n = bilayers number) were applied as modified electrodes for iodine detection, using differential pulse voltammetry (DPV). It was verified that interaction of the components in the LbL films improved the current intensity. The film (SiPy+Cl-/AgNPs-Am)n (n=5) showed better current response in phosphate buffered saline (PBS) 0.1 mol/L pH 7.0. The instrumental parameters Epulse, and tpulse were optimized by 23 factorial design. It was verified a significant effect for third order interaction for the intensity of iodine redox peak currents, so the instrumentals parameters were evaluated together. The results of optimization were tpulse = 0.05 s, = 40 mV/s e Epulse = 50 mV. Accordingly, the modified electrode obtained a linear response for iodine concentrations ranging from 4.34 x 10-5 to 3.47 x 10-4 mol/L (R=0,9936) and from 4.40 x 10-4 to 4.24 x 10-3 mol/L (R=0,9938). It was obtained limit of detection (LD) 5.56 x 10-6 and 1.51 x 10-5 mol/L and for limit of quantification (LQ) 1.85 x 10-5 and 5.04 x 10-5 mol/L, respectively. The results presented confirm the potential use of AgNPs-Am in the modification of electrodes for electrochemical determination of iodine. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16527 |
| Aparece nas coleções: | PG - Engenharia Química |
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