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Clase: Dissertação
Título : Desenvolvimento de dispositivos de baixo custo impressos em 3D para o monitoramento voltamétrico do herbicida diuron em amostras de bebidas e água
Autor(es): Oliveira, Raylla Santos
Orientador: Matos, Renato Camargo
Co-orientador: Lisboa, Thalles Pedrosa
Miembros Examinadores: Janegitz, Bruno Campos
Miembros Examinadores: Castro, Pollyana Souza
Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de sensores eletroquímicos de baixo custo, produzidos por impressão 3D a partir de materiais reciclados, com aplicação na determinação do herbicida diuron (DIU) em diferentes matrizes. Os eletrodos foram construídos utilizando material compósito condutivo contendo grafite e polímero reciclado, o acrilonitrila butadieno estireno (ABS), de acordo com os princípios da sustentabilidade, da química verde e da economia circular. A otimização da composição dos eletrodos permitiu obter dispositivos com elevada sensibilidade e seletividade. Além disso, foi realizado uma modificação com a incorporação de estruturas metalo-orgânicas (MOFs) e nanopartículas de ouro, visando aprimorar a resposta eletroanalítica. Os sensores foram aplicados em métodos voltamétricos e amperométricos para a determinação do DIU. O eletrodo 3D-CPE foi empregado na análise de amostras de garapa e cachaça por voltametria de onda quadrada (VOQ), com faixas lineares entre 0,25–2,5 e 5–20 µmol L⁻¹ e limite de detecção (LD) de 0,07 µmol L⁻¹, além da análise de amostras de cachaça por injeção em fluxo com detecção amperométrica (FIA-AMP), com faixa linear entre 10–50 µmol L⁻¹ e LD de 1,05 µmol L⁻¹. O sensor modificado 3D-CPE/MIL-53(Al)- TDC/AuNP foi aplicado na determinação de DIU por voltametria de pulso diferencial (VPD) em amostras de água de torneira, rio e lago, apresentando faixa linear de 0,99–19,2 µmol L⁻¹ e LD de 0,04 µmol L⁻¹. Os valores de recuperação obtidos variaram entre 97 e 107%, confirmando a precisão dos métodos desenvolvidos. Adicionalmente, foi desenvolvido um método capaz de quantificar simultaneamente o DIU e o carbendazim (CBZ) por VPD, com faixas lineares de 2-10 µmol L⁻¹ para ambos. O LD calculado para o DIU foi de 0,52 µmol L-1 e para o CBZ foi de 1,07 µmol L-1 . Esse método possui potencial para ser aplicado em análises de monitoramento ambiental ou controle de qualidade. Os resultados demonstram que os sensores propostos são eficientes, sustentáveis e acessíveis, representando uma alternativa promissora para o monitoramento de contaminantes emergentes em diferentes matrizes, com potencial contribuição para os objetivos de desenvolvimento sustentável.
Resumen : This work presents the development of low-cost electrochemical sensors produced by 3D printing using recycled materials, applied to the determination of the herbicide diuron (DIU) in different matrices. The electrodes were constructed using a conductive composite material containing graphite and recycled polymer, acrylonitrile butadiene styrene (ABS), in accordance with the principles of sustainability, green chemistry, and circular economy. The optimization of the electrode composition allowed the fabrication of devices with high sensitivity and selectivity. Additionally, a modification was performed by incorporating metal-organic frameworks (MOFs) and gold nanoparticles, aiming to enhance the electroanalytical response. The sensors were applied in voltammetric and amperometric methods for the determination of DIU. The 3D-CPE electrode was employed for the analysis of sugarcane juice and cachaça samples by square wave voltammetry (SWV), with linear ranges between 0.25–2.5 and 5–20 µmol L⁻¹, and a detection limit (LOD) of 0.07 µmol L⁻¹. It was also used for the analysis of cachaça samples by flow injection analysis with amperometric detection (FIA-AMP), showing a linear range between 10–50 µmol L⁻¹ and an LOD of 1.05 µmol L⁻¹. The modified sensor, 3D-CPE/MIL-53(Al)-TDC/AuNP, was applied for the determination of DIU by differential pulse voltammetry (DPV) in tap water, river water, and lake water samples, showing a linear range of 0.99–19.2 µmol L⁻¹ and an LOD of 0.04 µmol L⁻¹. The recovery values obtained ranged from 97 to 107%, confirming the precision of the methods developed. Additionally, a method was developed capable of simultaneously quantifying DIU and carbendazim (CBZ) by DPV, with linear ranges of 2–10 µmol L⁻¹ for both. The calculated LOD was 0.52 µmol L⁻¹ for DIU and 1.07 µmol L⁻¹ for CBZ. This method shows potential for application in environmental monitoring or quality control analyses. The results demonstrate that the proposed sensors are efficient, sustainable, and affordable, representing a promising alternative for monitoring emerging contaminants in different matrices, with potential contribution to sustainable development goals.
Palabras clave : Sustentabilidade
Manufatura aditiva
Diuron
Eletrodo modificado
MOFs
Sustainability
Additive manufacturing
Modified electrode
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editorial : Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla de la Instituición: UFJF
Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Programa: Programa de Pós-graduação em Química
Clase de Acesso: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Licenças Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI : https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/18860
Fecha de publicación : 26-feb-2025
Aparece en las colecciones: Mestrado em Química (Dissertações)



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