Uso de polímero molecularmente impresso (MIP) para detecção e desenvolvimento de método de degradação fotoeletrocatalítico para 1H-Benzotriazol

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorCarneiro, Patricia Alves-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/8797074073023988-
Autor(es): dc.contributorStradiotto, Nelson Ramos-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/0072173018005712-
Autor(es): dc.contributorAlves, Andréa Aparecida Ribeiro-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/5969031244402632-
Autor(es): dc.contributorRibeiro, Emerson Schwingel-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/4215461340747792-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/1884054761962979-
Autor(es): dc.creatorCosta, Thiago Fonseca da-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-07-11T18:35:51Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-07-11T18:35:51Z-
Data de envio: dc.date.issued2022-12-12-
Data de envio: dc.date.issued2022-12-12-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://app.uff.br/riuff/handle/1/27231-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/773619-
Descrição: dc.descriptionBenzotriazóis são substâncias de enorme escala de produção que estão presentes em diferentes aplicações, desde industriais como fluídos refrigerantes ou em aplicações cotidianas como detergentes para lava-louças e estabilizadores UV em plásticos. Esse uso diversificado faz com que essas substâncias acabem atingindo corpos hídricos e solos próximos de suas fontes, através dos efluentes industriais e domésticos, promovendo o descarte e liberação desses produtos. Com isso, por serem substâncias persistentes e solúveis em água acabam não sendo eliminadas pelos métodos de tratamento convencionais, contaminando o meio ambiente. Métodos que podem eliminar essa substância são os processos oxidativos avançados (POAs), dentre eles, a fotoeletrocatálise que se mostra promissora na remoção desse contaminante. Essa eficiência de remoção pode ainda ser intensificada utilizando nanotubos e um polímero molecularmente impresso (MIP) em sua superfície. Deste modo, o presente trabalho teve como objetivo investigar a técnica da fotoeletrocatálise para a degradação do 1H-Benzotriazol (BZT), de modo a comparar a eficiência de superfícies de filmes finos de dióxido de titânio (TiO₂) com superfícies deste material modificadas com nanotubos e com essas estruturas recobertas com MIP. Além disso, para fins analíticos foi realizado o MIP na superfície de um eletrodo de carbono vítreo através de técnicas voltamétricas para que a seletividade e o reconhecimento molecular fossem testados, através de medições diretas do pico de BZT e indiretas utilizando o pico do par redox. Esses testes foram realizados utilizando voltametria de pulso diferencial. Os resultados mostram que a redução de carbono orgânico total (COT) para a fotoeletrocatálise empregando fotoânodos com superfície modificada com nanotubos se mostrou estatisticamente idêntico na degradação do BZT, quando comparado com o fotoânodo de filmes finos de TiO₂, porém, quando aqueles eram revestidos com o MIP a eficiência sofreu uma drástica redução. Acredita-se que variações entre os dois métodos (com e sem nanotubos de TiO₂) deve-se ao aumento da área superficial do fotoânodo. Em contrapartida, a variação entre os nanotubos e os nanotubos revestidos com MIP pode ser fruto da obstrução das nanoestruturas tubulares. Quanto a eliminação do poluente em si, a técnica de fotoeletrocatálise essa mostrou-se eficaz na mineralização do BZT, demonstrando eliminação do contaminante inicial evidenciado a partir da remoção de COT e do decaimento da banda do BZT nos espectros de absorção molecular. Em relação ao MIP, os resultados sobre o reconhecimento molecular apresentam na eletropolimerização um aumento no pico de oxidação do pirrol quando na presença de benzotriazol comparado ao polímero sem a molécula molde, mostrando sucesso na formação do polímero juntamente com a molécula molde. Esse filme também pode ser comprovado através da elipsometria onde o MIP apresentou uma espessura de 47,3 nm sob o carbono vítreo e o NIP uma espessura de apenas 12,6 nm, levando a conclusão da formação de um filme mais espesso quando o polipirrol (PPY) está na presença do BZT. Já o reconhecimento de MIP para o poluente alvo é promissor tanto de forma direta porque em 72 ng L ¯¹ (6,0x10-10 mol L¯¹ ) de BZT há clara formação de um pico de oxidação a 1,25 V. Como na forma indireta onde através do pico de oxidação do par redox pode-se mensurar a concentração de até 23,82 ng L¯¹ (2,0x10¯¹⁰mol L¯¹).-
Descrição: dc.descriptionCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior-
Descrição: dc.descriptionBenzotriazoles are substances of enormous scale of production that are present in different applications, from industrial as anti-icing fluids on aircrafts or in everyday applications like detergents for dishwasher machines and UV stabilizers in plastics. This diversified use causes these substances to reach water bodies and soils near their sources, through industrial and domestic effluents, leading to the disposal and release of these products. Therefore, because they are persistent substances and soluble in water, they were not eliminate by conventional treatment methods, contaminating the environment. Methods that can eliminate this substance are the advanced oxidative processes (POAs), among them, the photoelectrocatalysis that shows promise in the removal of this contaminant. This removal efficiency could be further enhance by using nanotubes and a molecularly imprinted polymer (MIP) on its surface. Thus, the present work aimed to investigate the photoelectrocatalysis technique for the degradation of 1HBenzotriazole (BZT), in order to compare the efficiency of thin film surfaces of titanium dioxide (TiO₂,) with surfaces of this material modified with nanotubes and with nanotubes coated with MIP. In addition, for analytical purposes the MIP was perform on the surface of a glassy carbon electrode by voltammetric techniques so that the selectivity and molecular recognition were test by direct measurements of the BZT peak and indirect using the peak of the electron probe. These tests were perform using differential pulse voltammetry. The results show that the reduction of total organic carbon (TOC) for photoelectrocatalysis using nanotubes-modified photoanodes was statistically identical in the degradation of BZT when compared to thin-film TiO₂, but when coated with MIP the efficiency has been drastically reduce. It was believe that variations between the two methods (with and without TiO2 nanotubes) are due to the increase of the surface area of the photoanode. In contrast, the variation between the nanotubes and the nanotubes coated with MIP may be due to the modification of the polypyrrole chains due to their photosensitivity. As regards the elimination of the pollutant itself, the photoelectrocatalysis technique proved to be effective in the BZT mineralization, showing the elimination of the initial contaminant evidenced by the removal of TOC and the BZT band decay in the molecular absorption spectra. In relation to MIP, the results on molecular recognition show in electropolymerization an increase in the pyrrole oxidation peak when in the presence of benzotriazole compared to the polymer without the template molecule, showing success in the formation of the polymer together with the template molecule. This film also was prove by ellipsometry where the MIP showed a thickness of 47.3 nm in the glassy carbon electrode and the NIP a thickness of only 12.6 nm, leading to the conclusion of the formation of a thicker film when the PPY is in the presence of BZT. The recognition of MIP for the target pollutant is promising both directly because in 72 ng L¯¹ (6.0x10-10 mol L¯¹) of BZT there is clear formation of an oxidation peak at 1.25 V. In the indirect way where through the oxidation peak of the electron probe one can measure the concentration of up to 23.82 ng L L¯¹ (2.0x10¯¹⁰mol L¯¹).-
Descrição: dc.description104 p.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Direitos: dc.rightsOpen Access-
Direitos: dc.rightsCC-BY-SA-
Palavras-chave: dc.subjectContaminantes emergentes-
Palavras-chave: dc.subjectFotoeletrocatálise-
Palavras-chave: dc.subjectNanotubos-
Palavras-chave: dc.subjectPolipirrol-
Palavras-chave: dc.subjectTiO₂-
Palavras-chave: dc.subjectDióxido de titânio-
Palavras-chave: dc.subjectCarbono orgânico total-
Palavras-chave: dc.subjectBenzotriazóis-
Palavras-chave: dc.subjectTecnologia Ambiental-
Palavras-chave: dc.subjectProdução intelectual-
Palavras-chave: dc.subjectEmmergent pollutants-
Palavras-chave: dc.subjectNanotubes-
Palavras-chave: dc.subjectPhotoelectrocatalysis-
Palavras-chave: dc.subjectPoli-pyrrole-
Palavras-chave: dc.subjectTiO₂-
Título: dc.titleUso de polímero molecularmente impresso (MIP) para detecção e desenvolvimento de método de degradação fotoeletrocatalítico para 1H-Benzotriazol-
Tipo de arquivo: dc.typeDissertação-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF

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