O presente trabalho descreve o preparo, a caracterização e o uso de eletrodo modificado com polímero de azul de metileno (PMB) imobilizado sobre a superfície de eletrodo de carbono vítreo (GCE-PMB) na análise do herbicida glifosato. O método utilizado para a preparação dos filmes do PMB foi a eletropolimerização. Os filmes preparados por este método apresentam características diferenciadas tais como robustez, estabilidade e propriedade redox satisfatória. As condições experimentais otimizadas foram a velocidade de varredura (50 mV s-1), o intervalo de potencial (-0,4 a +1,2 V), o número de ciclos (30) e o pH da solução do eletrólito suporte (pH 8). A solução de eletrólito suporte foi preparada a partir das soluções de tampão fosfato (0,05 mol L-1) e NaNO3 (0,1 mol L-1), pH 8. A mesma foi utilizada no preparo da solução de azul de metileno (MB) (0,25 x 10-3 mol L-1), no pré-tratamento do eletrodo de carbono vítreo (GC) por voltametria cíclica (CV) e no preparo de soluções para os estudos iniciais com o GCE-PMB. O pré-tratamento da superfície do eletrodo de GC foi realizado aplicando + 0,9 V por 240 s seguido de várias varreduras cíclicas de -0,4 a +1,0 V com velocidade de varredura de 50 mV s-1 até obter um perfil estável do voltamograma do eletrodo. Após o preparo do GCE-PMB, a atividade eletrocatalítica do eletrodo foi investigada para o Ácido Ascórbico (AA) e a L-Cisteína (L-Cys) por CV de -0,4 a +0,6. Foi observado aumento da corrente de pico e diminuição do sobrepotencial em relação ao eletrodo de GC. Nos estudos na presença do glifosato, o GCE-PMB apresentou resposta eletroquímica direta, por voltametria cíclica, para o glifosato (1,0 x 10-3 mol L-1) em solução de KCl 0,1 mol L-1 (pH 5,3) de -0,4 a +0,6 V e velocidade de varredura 50 mV s-1. A resposta voltamétrica apresentou picos anódico e catódico em 0,2 e 0, respectivamente. Para os estudos realizados por meio da técnica de voltametria de onda quadrada (SWV), os parâmetros freqüência, amplitude e incremento de varredura foram otimizados. A partir desses estudos foi possível obter informações relevantes sobre a interação do GCE-PMB com o glifosato. Os resultados mostraram que é possível observar a eletroatividade do herbicida glifosato sobre uma superfície eletródica sem a presença de metais como agentes complexantes. / This work describes the preparation, characterization and the use of the modified electrode with methylene blue polymer (PMB) immobilized onto the surface of glassy carbon electrode (GCE-PMB) in the analysis of the herbicide glyphosate. Concerning the methodology aspects, the method used for the preparation of the films PMB was the electropolymerization. The films prepared by this method present a differentiated characteristic such as robustness, stability and good redox properties. The optimized experimental conditions are the scan rate (50 mV s-1), the potential range (-0.4 to +1.2 V), the number of cycles (30) and the pH of the supporting electrolyte (pH 8). The supporting electrolyte solution was prepared from phosphate buffer solutions (0.05 mol L-1) and NaNO3 (0.1 mol L-1), pH 8. The same solution was used to prepare the solution of methylene blue (MB) (0.25 x 10-3 mol L-1), the pretreatment of the GC electrode by cyclic voltammetry (CV). It was also utilized in preparing solutions for the initial studies with GCE-PMB. The pre-treatment of the electrode surface of GC was performed, considering 0.9 V during 240 s, followed by several cyclic scans from -0.4 to 1.0 V (with scan rate of 50 mV s-1) until a stable profile of the voltammogram. After preparing the GCE-PMB, electrocatalytic activity it was investigated for Ascorbic Acid (AA) and L-Cysteine (L-Cys) by CV from -0.4 to +0.6 V. It was observed increase in peak current and decrease the overpotential comparing to glassy carbon electrodes. The GCE-PMB presented direct electrochemical response, for glyphosate (1 x 10-3 mol L-1) in KCl 0.1 mol L-1 (pH 5.3) from -0.4 to +0.6 V and scan rate 50 mV s-1. The voltammetric response showed anodic and cathodic peaks in 0.2 and 0, respectively. Using the square wave voltammetry (SWV), the parameters frequency, amplitude and scan increment were optimized. It was possible to find relevant information about the interaction between GCE-PMB and glyphosate. These results showed that is possible observe the electroactivity of glyphosate on a modified electrodic surface in absence of metals or complexing agents.

Orientador: Devaney Ribeiro do Carmo / Banca: Newton Luiz Dias Filho / Banca: Regina Massako Takeuchi / Resumo: O presente trabalho apresenta a preparação de um silsesquioxano nanoestruturado, o cloropropilsilsesquioxano (S) que foi organofuncionalizado com os seguintes agentes modificadores: 4-amino-3-hidrazinico-5-mercapto-1,2,4-triazol (Purpald®) e o 4-amino-5-4(piridil)-4H-1,2,4-triazol-3-tiol (APTT), os materiais obtidos dessa funcionalização foram descritos como SP e SA, respectivamente. Os materiais SP e SA foram caracterizados por diversas técnicas espectroscópicas: Espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR), Ressonância magnética nuclear 29Si e 13C no estado sólido (RMN), Difração de Raios- X (DRX), Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios X (EDX), Termogravimetria e Análise Térmica Diferencial (TG - DTA). Após a devida caracterização, realizaram-se estudos de adsorção de íons metálicos (Cu2+, Cd2+ e Ni2+) nos sítios ativos do SA, porém, curiosamente não se observou a mesma capacidade de sorção pelo SP. Diferentes meios foram estudados no processo de adsorção dos íons metálicos supracitados: aquoso, etanólico 99% e etanólico 42%, determinando-se o tempo de equilíbrio de adsorção, que para ambos os meios e metais esse tempo máximo foi em média 35 min. Determinado o tempo de equilíbrio de adsorção dos íons metálicos em cada sistema, determinou-se a capacidade específica de sorção (Nfmax) através de isotermas de adsorção. Para o Cu2+, os valores de Nf foram: meio aquoso (3,09 × 10-4 mol g-1), etanólico 42% (1,03 × 10-4 mol g-1) e etanólico 99% (1,86 × 10-4 mol g-1), com concentrações de íons Cu2+ variando de 1,74 a 29,64 mol L-1. Os valores encontrados para o Ni2+ foram: em meio aquoso (2,11 × 10-4 mol g-1), etanólico 42% (0,97 × 10-4 mol g-1) e etanólico 99% (1,05 × 10-4 mol g-1), com concentrações de íons Ni2+ variando de 2,25 a 33,18 mol L-1. Para os íons cádmio não foram... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work presents the preparation of a nanostructured silsesquioxane, the cloropropilsilsesquioxano (S) that was organofunctionalised with the following modifying agents: 4-amino-3-hydrazino 5 - mercapto 1,2,4 triazole (Purpald ®) and 4- amino-5-4 (pyridyl)-4H-1,2,4-triazole-3-thiol (APTT), the materials obtained of the functionalization were described as SP and SA, respectively. The materials SA and SP were characterized by various spectroscopic techniques such as spectroscopy in the region of infrared (FTIR), nuclear magnetic resonance 29Si and 13C solid-state (NMR), X-ray diffraction (XRD), Energy Dispersive Spectroscopy Rays (EDS), Thermogravimetry and Differential Thermal Analysis (TG - DTA). After proper characterization, were carried studies on adsorption of metallic ions such as Cu2+, Ni2+ and Cd2+ in the active sites of SA, but curiously did not observe the same sorption capacity of the SP. Different methods were studied in the adsorption of metal ions above: aqueous, 99% ethanolic and 42% ethanolic, determining the adsorption equilibrium time, which for both means and metals the maximum time averaged 35 min. After determining the adsorption equilibrium time of metal ions in each system, we determined the specific sorption capacity (Nfmax) through adsorption isotherms. For Cu2+, the values of Nf were: aqueous solution (3.09 × 10-4 mol g-1), 42% ethanolic (1.03 × 10-4 mol g-1) and 99% ethanolic (1.86 × 10-4 mol g-1), with Cu2 + ion concentrations ranging from 1.74 to 29.64 mol L-1. The values obtained for the Ni2+ were: aqueous solution (2.11 × 10-4 mol g-1), 42% ethanolic (0.97 × 10-4 mol g-1) and 99% ethanolic (1.05 × 10-4 mol g-1), with Ni2 + ion concentrations ranging from 2.25 to 33.18 mol L-1. For the cadmium ions were not observed saturation of adsorption sites in the concentration range studied, not getting the maximum... (Summary complete electronic access click below) / Mestre

O presente trabalho descreve o preparo, a caracterização e o uso de eletrodo modificado com polímero de azul de metileno (PMB) imobilizado sobre a superfície de eletrodo de carbono vítreo (GCE-PMB) na análise do herbicida glifosato. O método utilizado para a preparação dos filmes do PMB foi a eletropolimerização. Os filmes preparados por este método apresentam características diferenciadas tais como robustez, estabilidade e propriedade redox satisfatória. As condições experimentais otimizadas foram a velocidade de varredura (50 mV s-1), o intervalo de potencial (-0,4 a +1,2 V), o número de ciclos (30) e o pH da solução do eletrólito suporte (pH 8). A solução de eletrólito suporte foi preparada a partir das soluções de tampão fosfato (0,05 mol L-1) e NaNO3 (0,1 mol L-1), pH 8. A mesma foi utilizada no preparo da solução de azul de metileno (MB) (0,25 x 10-3 mol L-1), no pré-tratamento do eletrodo de carbono vítreo (GC) por voltametria cíclica (CV) e no preparo de soluções para os estudos iniciais com o GCE-PMB. O pré-tratamento da superfície do eletrodo de GC foi realizado aplicando + 0,9 V por 240 s seguido de várias varreduras cíclicas de -0,4 a +1,0 V com velocidade de varredura de 50 mV s-1 até obter um perfil estável do voltamograma do eletrodo. Após o preparo do GCE-PMB, a atividade eletrocatalítica do eletrodo foi investigada para o Ácido Ascórbico (AA) e a L-Cisteína (L-Cys) por CV de -0,4 a +0,6. Foi observado aumento da corrente de pico e diminuição do sobrepotencial em relação ao eletrodo de GC. Nos estudos na presença do glifosato, o GCE-PMB apresentou resposta eletroquímica direta, por voltametria cíclica, para o glifosato (1,0 x 10-3 mol L-1) em solução de KCl 0,1 mol L-1 (pH 5,3) de -0,4 a +0,6 V e velocidade de varredura 50 mV s-1. A resposta voltamétrica apresentou picos anódico e catódico em 0,2 e 0, respectivamente. Para os estudos realizados por meio da técnica de voltametria de onda quadrada (SWV), os parâmetros freqüência, amplitude e incremento de varredura foram otimizados. A partir desses estudos foi possível obter informações relevantes sobre a interação do GCE-PMB com o glifosato. Os resultados mostraram que é possível observar a eletroatividade do herbicida glifosato sobre uma superfície eletródica sem a presença de metais como agentes complexantes. / This work describes the preparation, characterization and the use of the modified electrode with methylene blue polymer (PMB) immobilized onto the surface of glassy carbon electrode (GCE-PMB) in the analysis of the herbicide glyphosate. Concerning the methodology aspects, the method used for the preparation of the films PMB was the electropolymerization. The films prepared by this method present a differentiated characteristic such as robustness, stability and good redox properties. The optimized experimental conditions are the scan rate (50 mV s-1), the potential range (-0.4 to +1.2 V), the number of cycles (30) and the pH of the supporting electrolyte (pH 8). The supporting electrolyte solution was prepared from phosphate buffer solutions (0.05 mol L-1) and NaNO3 (0.1 mol L-1), pH 8. The same solution was used to prepare the solution of methylene blue (MB) (0.25 x 10-3 mol L-1), the pretreatment of the GC electrode by cyclic voltammetry (CV). It was also utilized in preparing solutions for the initial studies with GCE-PMB. The pre-treatment of the electrode surface of GC was performed, considering 0.9 V during 240 s, followed by several cyclic scans from -0.4 to 1.0 V (with scan rate of 50 mV s-1) until a stable profile of the voltammogram. After preparing the GCE-PMB, electrocatalytic activity it was investigated for Ascorbic Acid (AA) and L-Cysteine (L-Cys) by CV from -0.4 to +0.6 V. It was observed increase in peak current and decrease the overpotential comparing to glassy carbon electrodes. The GCE-PMB presented direct electrochemical response, for glyphosate (1 x 10-3 mol L-1) in KCl 0.1 mol L-1 (pH 5.3) from -0.4 to +0.6 V and scan rate 50 mV s-1. The voltammetric response showed anodic and cathodic peaks in 0.2 and 0, respectively. Using the square wave voltammetry (SWV), the parameters frequency, amplitude and scan increment were optimized. It was possible to find relevant information about the interaction between GCE-PMB and glyphosate. These results showed that is possible observe the electroactivity of glyphosate on a modified electrodic surface in absence of metals or complexing agents.

Hydrogen evolution via proton reduction occurs at a high rate at the surface of Pt than at Au electrodes. Using cyclic voltammetry, chemically modified nanometer-sized Au electrodes, prepared by the Laser-Assisted Puller Method, were employed to examine current amplification by electrocalysis at Pt nanoparticles adsorbed on the modified Au electrode surfaces. The electrodes were modified with Self-Assembled Monolayers (SAMs) of cysteamine and soaked in Pt colloid solutions overnight. Monitoring the decrements of the characteristic steady-state catalytic current for proton reduction indicated that aggregates of Pt nanoparticles are adsorbed on the cysteamine monolayers and desorb from them particle by particle. The results also indicate that some particles are strongly attached to the modified electrode surface and do not deplete even after thorough rinsing.

A modificação e/ou a funcionalização de eletrodos têm por objetivos o desenvolvimento de métodos eficazes para a preparação de eletrodos quimicamente modificados (EQMs) que possam aliar melhorias em sua sensibilidade, seletividade e reatividade em relação aos eletrodos base. Entretanto, a estabilidade e a reprodutibilidade dos EQMs quanto ao processo de lixiviação dos modificadores precisam ser melhorados para que se possam obter eletrodos mais robustos com longo tempo de análise. Uma das possibilidades para se obter eletrodos mais estáveis é por meio de uma ligação estável do tipo covalente entre o eletrodo base e o modificador. Desta forma este trabalho tem por objetivo a funcionalização da grafite por meio de uma reação covalente entre os modificadores cloreto de 4-nitrobenzoíla (4-NB), cloreto de 3,4-dihidroxibenzoíla (3,4-DHB) e do cloreto de 2,2?-bipiridina 4,4?-dicarbonílico (2,2-BP) por meio de uma reação de acilação de Friedel-Crafts assistida por radiação de microondas. O material de síntese foi caracterizado por voltametria cíclica, espectroscopia de infravermelho, curvas termogravimétricas e térmicas diferenciais e espectroscopia de impedância eletroquímica em comparação com a mistura física entre a grafite e os modificadores. Além disso, realizou-se uma generalização da síntese de Friedel-Crafts para outros substratos carboníferos eletródicos como os nanotubos e as fibras de carbono, além de algumas aplicações dos materiais funcionalizados, como exemplos, a grafite funcionalizada e as fibras de carbono funcionalizadas com o derivado bipiridínico (GFT-2,2BP e CNF-2,2BP), por meio de uma ligação entre as bipiridinas funcionalizadas covalentemente nos materiais carboníferos e alguns complexos de rutênio tais como [Ru(bpy)2(OH2)2](PF6)2, [RuCl2(PPh3)3] e do precursor RuCl3.3H2O em eletrooxidações de compostos orgânicos. Para a grafite funcionalizada com nitro derivado (GFT-4NB), realizou-se a eletrooxidação de NADH sobre o potencial redox da hidroxilamina/nitroso. Os resultados dos experimentos de EIS demonstram que a grafite funcionalizada possui uma maior resistência que o material obtido por mistura física. Isto seria esperado já que a formação da ligação covalente afeta a deslocalização de elétrons pi. Finalmente esta metodologia seria uma plataforma geral para a preparação de grafite covalentemente modificada com derivados cujas moléculas possui aplicações de interesse. Assim, o material obtido por este método pode ser usado em aplicações como em eletrodos de pasta de carbono, eletrodos impressos, filmes finos e nanocompósitos e mesmo como um catalisador em reações químicas. Desde que a resposta eletroquímica é muito sensível ao eletrólito, este trabalho abriu uma larga variedade de estudos para entender a interação desses materiais no meio aquoso e orgânico. / Modification and/or functionalization of eletrodic materials have been investigated in order to improve the application of chemically modified electrode (CME) regards on their sensitivity, selectivity and reactivity comparing with unmodified substrate. However, the stability and reproducibility of these CME are one of the most important goals to achieve mainly regarding on the lixiviation of the modifier molecule. Quimisorption is one way to obtain very stable modified materials, since the redox mediator is attached to the substrate by covalent bound. Still it is very important to study the stability and chemical reactivity of these materials. The aim of this work is to synthesize graphite, carbon nanotube and carbon fiber with 4-nitrobenzoíl chloride (4-NB), 3,4-dihidroxibenzoíl chloride (3,4-DHB) and 2,2-bipyridine- 4,4-dicarbonil chloride (2,2-BP) in Friedel-Crafts condition mediated by microwave radiation. The materials were characterized by cyclic voltammetry (CV), using carbon paste electrode (CPE), infrared spectroscopy (IR), thermo gravimetric (TG) and differential thermal analysis (DTA) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). All of the synthesized graphite derivatives were compared with the respective physical mixtures. Moreover, graphite derivatives with bipyridine were used as a ligand in the synthesis with [Ru(bpy)2(OH2)2](PF6)2, [RuCl2(PPh3)3] and RuCl3.3H2O. These products were used as electrocatalysts to oxidize alcohols in comparison with the complex incorporated in graphite. Graphite obtained from 4-NB reaction was employed to oxidize NADH in the redox potential of hydroxylamine/nitroso derived. Results from EIS measurements have show that graphite functionalized has higher resistance than the material obtained by physical mixture. This would be expected since the covalent bound would affect a pi electron dislocation. In conclusion, this methodology would be a general platform to prepare graphite and derivatives covalently bounded to molecules that have interesting application. In addition, it\'s been shown that the catalytic property of the respective function organic hasn\'s changed after reaction with carbon substrate. Thus the material obtained by this method could be used in applications such as carbon paste electrodes, finger print electrodes, thin films and nanocomposites and even as a catalyst in chemical reaction. Since the electrochemical response is very sensitive regards on the electrolyte, this work opened a wide range of studies to understand the interaction of these materials in aqueous and organic medium.

Orientador: Devaney Ribeiro do Carmo / Banca: Newton Luiz Dias Filho / Banca: Jeosadaque José de Sene / Resumo: O objetivo deste trabalho esta resumido através de três etapas. 1 - A primeira etapa consistiu em funcionalizar e caracterizar a sílica gel com grupos 3- aminopropiltrietoxisilano. Nesta etapa o material obtido (Si) foi caracterizado por técnicas de Ressonância Magnética Nuclear no estado sólido (24Si e 13C) e espectroscopia vibracional (FTIR). 2- Numa segunda etapa promoveu-se a adsorção de íons de cobre (II) e de cobalto (II) na superfície da sílica (Si). Os materiais obtidos (SiCu e SiCo) foram caracterizados por espectroscopia vibracional e voltametria cíclica. 3- Na terceira etapa reagiu-se os materiais preparados (SiCu e SiCo) com nitroprussiato de sódio para formar os complexos binucleares (SiCuNP e SiCoNP). Estes materiais também foram caracterizados por espectroscopia vibracional e voltametria cíclica. Estes materiais foram utilizados na construção do eletrodo de pasta de grafite e testados na oxidação eletrocatalítica de substâncias biologicamente importantes tais como a hidrazina e N-acetilcisteína sendo empregado para isto a técnica de voltametria cíclica. Observou-se que o eletrodo de SiCuNP apresentam dois pares redox nos potenciais (Em)1 = 0,34 V e (Em)2 = 0,76 V vs Ag/AgCl, O primeiro foi atribuído ao processo de oxidação do par Cu(I)/Cu(II) e o segundo ao processo de oxidação Fe(II)(CN)5NO / Fe(III)(CN)5NO do complexo binuclear. O sistema SiCoNP foram observados dois pares redox distintos com os seguintes potenciais médios (Em); (Em)1 = 0,29 V e (Em)2 = 0,56 V vs Ag/AgCl, o primeiro foi atribuído ao processo redox do par Co(II)/Co(III) e o segundo ao processo redox Fe(II)(CN)5NO / Fe(III)(CN)5NO do complexo binuclear formado. O sistema SiCuNP foi sensível a concentração de hidrazina apresentando um limite de detecção e sensibilidade amperométrica de 3,07×10-4 mol L-1 e 5,84×10-6 A / mol L-1... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of this work is summarized in three stages. 1 - The first stage functionalizes and characterizes the silica gel with 3-aminopropyltriethoxysilane groups. At this stage the material obtained (Si) was characterized by solid state Nuclear Magnetic Resonance techniques (24Si and 13C) and vibrational spectroscopy (FTIR). 2 - The second stage promotes the adsorption of copper (II) and cobalt (II) ions on the surface of the silica (Si). The materials obtained (SiCu and SiCo) were characterized by vibrational spectroscopy and cyclic voltammetry. 3 - The third stage prepares the reaction of the materials (SiCu and SiCo) with sodium nitroprusside to form the binuclear complex (SiCuNP and SiCoNP). These materials were characterized by vibrational spectroscopy and cyclic voltammetry. These materials were used to construct the electrode carbon paste and were tested for electrocatalytic oxidation of biologically important substances such as hydrazine and N-acetylcysteine using the cyclic voltammetry technique. It was observed that the electrode SiCuNP has two redox pairs in the potential (Em)1 = 0.34 V and (Em)2 = 0.76 V vs. Ag/AgCl, the first was attributed to the oxidation process of the pair Cu(I)/Cu(II) and the second to the oxidation process Fe(II)(CN)5NO / Fe(III)(CN)5NO of the binuclear complex. For the SiCoNP system, two distinct redox couples were observed with the following mean potentials (Em); (Em)1 = 0.29 V and (Em)2 = 0.56 V vs Ag/AgCl, the first one was assigned to the redox process of the Co(II)/Co(III) pair and the second one to the redox process Fe(II)(CN)5NO / Fe(III)(CN)5NO of the binuclear complex formed. The SiCuNP system was sensitive to the hydrazine concentration, exhibiting a detection limit and amperometric sensitivity of 3.07×10-4 mol L-1 and 5.84×10-6 A / mol L-1 respectively and was also... (Summary complete electronic access click below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-01-20Bitstream added on 2014-06-13T18:53:39Z : No. of bitstreams: 1 soares_la_me_ilha.pdf: 1532013 bytes, checksum: 0f4004d265a97a7015b084d2b64eb7b7 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho apresenta a preparação de um silsesquioxano nanoestruturado, o cloropropilsilsesquioxano (S) que foi organofuncionalizado com os seguintes agentes modificadores: 4-amino-3-hidrazinico-5-mercapto-1,2,4-triazol (Purpald®) e o 4-amino-5-4(piridil)-4H-1,2,4-triazol-3-tiol (APTT), os materiais obtidos dessa funcionalização foram descritos como SP e SA, respectivamente. Os materiais SP e SA foram caracterizados por diversas técnicas espectroscópicas: Espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR), Ressonância magnética nuclear 29Si e 13C no estado sólido (RMN), Difração de Raios- X (DRX), Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios X (EDX), Termogravimetria e Análise Térmica Diferencial (TG – DTA). Após a devida caracterização, realizaram-se estudos de adsorção de íons metálicos (Cu2+, Cd2+ e Ni2+) nos sítios ativos do SA, porém, curiosamente não se observou a mesma capacidade de sorção pelo SP. Diferentes meios foram estudados no processo de adsorção dos íons metálicos supracitados: aquoso, etanólico 99% e etanólico 42%, determinando-se o tempo de equilíbrio de adsorção, que para ambos os meios e metais esse tempo máximo foi em média 35 min. Determinado o tempo de equilíbrio de adsorção dos íons metálicos em cada sistema, determinou-se a capacidade específica de sorção (Nfmax) através de isotermas de adsorção. Para o Cu2+, os valores de Nf foram: meio aquoso (3,09 × 10-4 mol g-1), etanólico 42% (1,03 × 10-4 mol g-1) e etanólico 99% (1,86 × 10-4 mol g-1), com concentrações de íons Cu2+ variando de 1,74 a 29,64 mol L-1. Os valores encontrados para o Ni2+ foram: em meio aquoso (2,11 × 10-4 mol g-1), etanólico 42% (0,97 × 10-4 mol g-1) e etanólico 99% (1,05 × 10-4 mol g-1), com concentrações de íons Ni2+ variando de 2,25 a 33,18 mol L-1. Para os íons cádmio não foram... / This work presents the preparation of a nanostructured silsesquioxane, the cloropropilsilsesquioxano (S) that was organofunctionalised with the following modifying agents: 4-amino-3-hydrazino 5 - mercapto 1,2,4 triazole (Purpald ®) and 4- amino-5-4 (pyridyl)-4H-1,2,4-triazole-3-thiol (APTT), the materials obtained of the functionalization were described as SP and SA, respectively. The materials SA and SP were characterized by various spectroscopic techniques such as spectroscopy in the region of infrared (FTIR), nuclear magnetic resonance 29Si and 13C solid-state (NMR), X-ray diffraction (XRD), Energy Dispersive Spectroscopy Rays (EDS), Thermogravimetry and Differential Thermal Analysis (TG - DTA). After proper characterization, were carried studies on adsorption of metallic ions such as Cu2+, Ni2+ and Cd2+ in the active sites of SA, but curiously did not observe the same sorption capacity of the SP. Different methods were studied in the adsorption of metal ions above: aqueous, 99% ethanolic and 42% ethanolic, determining the adsorption equilibrium time, which for both means and metals the maximum time averaged 35 min. After determining the adsorption equilibrium time of metal ions in each system, we determined the specific sorption capacity (Nfmax) through adsorption isotherms. For Cu2+, the values of Nf were: aqueous solution (3.09 × 10-4 mol g-1), 42% ethanolic (1.03 × 10-4 mol g-1) and 99% ethanolic (1.86 × 10-4 mol g-1), with Cu2 + ion concentrations ranging from 1.74 to 29.64 mol L-1. The values obtained for the Ni2+ were: aqueous solution (2.11 × 10-4 mol g-1), 42% ethanolic (0.97 × 10-4 mol g-1) and 99% ethanolic (1.05 × 10-4 mol g-1), with Ni2 + ion concentrations ranging from 2.25 to 33.18 mol L-1. For the cadmium ions were not observed saturation of adsorption sites in the concentration range studied, not getting the maximum... (Summary complete electronic access click below)

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2017-04-07T17:50:24Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Kelly Rejane de Oliveira Araújo - 2017.pdf: 2397939 bytes, checksum: 0dbd2a7c4b642d80fbadf119bba1a9db (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-04-10T11:23:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Kelly Rejane de Oliveira Araújo - 2017.pdf: 2397939 bytes, checksum: 0dbd2a7c4b642d80fbadf119bba1a9db (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-10T11:23:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Kelly Rejane de Oliveira Araújo - 2017.pdf: 2397939 bytes, checksum: 0dbd2a7c4b642d80fbadf119bba1a9db (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-28 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / This work was developed with the objective of determining the oxidation profile of ascorbic acid in solution using cyclic voltammetry, square wave voltammetry and differential pulse voltammetry, observing the oxidation behavior due to the increase in the concentration of ascorbic acid in solution using In the electrochemical measurements, a carbon-modified glass-carbon electrode and Nafion®, a polymer widely used in electrochemical analysis. The experiments had an emphasy on standard ascorbic acid analysis, but were also performed with vitamin C tablets of different trade marks, obtaining in both a significant increase of the anodic peak currents coming from the oxidation of the ascorbic acid, resulting from a good stability Of the modified working electrode. For comparison purposes with the Nafion®-modified glass carbon electrode, standard ascorbic acid analyzes were also performed with the use of the vitreous carbon electrode. With the results of the analysis it was possible to determine the mass of ascorbic acid found in vitamin C tablets, from the construction of an analytical curve, in which it presented the necessary parameters for this. By varying the scanning velocities of the analyzes by cyclic voltammetry, it was possible to find out when plotting the current x square root velocity graphs by which process the oxidation of ascorbic acid on the electrode surface would occur. The electrochemical experiments with standard ascorbic acid showed the oxidation behavior by varying the pH of the phosphate buffer solution, evidencing the best pH range to work using the Nafion® modified glass carbon electrode. The use of square wave and differential pulse voltammetry techniques allowed to now the profile of the oxidation of ascorbic acid in vitamin C tablets, demonstrating a better sensibility in the peak current signal by the use of differential pulse voltammetry. / Esse trabalho foi desenvolvido com o objetivo de determinar o perfil da oxidação do ácido ascórbico em solução empregando a voltametria cíclica, a voltametria de onda quadrada e a voltametria de pulso diferencial, observando o comportamento da oxidação decorrente do aumento da concentração de ácido ascórbico em solução, usando nas medidas eletroquímicas um eletrodo de carbono vítreo modificado com uma mistura de carbono e Nafion®, um polímero largamente empregado em análises eletroquímicas. Os experimentos tiveram ênfase na análise de ácido ascórbico padrão, mas também foram realizados com comprimidos de vitamina C de marcas comerciais diferentes, obtendo, em ambos, um aumento significativo das correntes de pico anódica provenientes da oxidação do ácido ascórbico, resultante de uma boa estabilidade do eletrodo de trabalho modificado. Para avaliação do eletrodo de carbono vítreo modificado com Nafion® também foram realizadas análises de ácido ascórbico padrão com o uso do eletrodo convencional. Com os resultados das análises foi possível determinar a massa de ácido ascórbico encontrada nos comprimidos de vitamina C, a partir da construção de uma curva analítica, na qual apresentou os parâmetros necessários para tal. Variando as velocidades de varredura das análises, por voltametria cíclica, foi possível descobrir ao plotar os gráficos de corrente versus raiz quadrada da velocidade por qual processo ocorreria a oxidação do ácido ascórbico na superfície do eletrodo. Os experimentos eletroquímicos com ácido ascórbico padrão mostraram o comportamento da oxidação ao variar o pH da solução tampão fosfato, evidenciando a melhor faixa de pH para se trabalhar usando o eletrodo de carbono vítreo modificado com Nafion®. O uso das técnicas de voltametria de onda quadrada e de pulso diferencial possibilitou conhecer o perfil da oxidação do ácido ascórbico nos comprimidos de vitamina C, demonstrando melhor sensibilidade no sinal da corrente de pico pelo uso da voltametria de onda quadrada.

A modificação e/ou a funcionalização de eletrodos têm por objetivos o desenvolvimento de métodos eficazes para a preparação de eletrodos quimicamente modificados (EQMs) que possam aliar melhorias em sua sensibilidade, seletividade e reatividade em relação aos eletrodos base. Entretanto, a estabilidade e a reprodutibilidade dos EQMs quanto ao processo de lixiviação dos modificadores precisam ser melhorados para que se possam obter eletrodos mais robustos com longo tempo de análise. Uma das possibilidades para se obter eletrodos mais estáveis é por meio de uma ligação estável do tipo covalente entre o eletrodo base e o modificador. Desta forma este trabalho tem por objetivo a funcionalização da grafite por meio de uma reação covalente entre os modificadores cloreto de 4-nitrobenzoíla (4-NB), cloreto de 3,4-dihidroxibenzoíla (3,4-DHB) e do cloreto de 2,2?-bipiridina 4,4?-dicarbonílico (2,2-BP) por meio de uma reação de acilação de Friedel-Crafts assistida por radiação de microondas. O material de síntese foi caracterizado por voltametria cíclica, espectroscopia de infravermelho, curvas termogravimétricas e térmicas diferenciais e espectroscopia de impedância eletroquímica em comparação com a mistura física entre a grafite e os modificadores. Além disso, realizou-se uma generalização da síntese de Friedel-Crafts para outros substratos carboníferos eletródicos como os nanotubos e as fibras de carbono, além de algumas aplicações dos materiais funcionalizados, como exemplos, a grafite funcionalizada e as fibras de carbono funcionalizadas com o derivado bipiridínico (GFT-2,2BP e CNF-2,2BP), por meio de uma ligação entre as bipiridinas funcionalizadas covalentemente nos materiais carboníferos e alguns complexos de rutênio tais como [Ru(bpy)2(OH2)2](PF6)2, [RuCl2(PPh3)3] e do precursor RuCl3.3H2O em eletrooxidações de compostos orgânicos. Para a grafite funcionalizada com nitro derivado (GFT-4NB), realizou-se a eletrooxidação de NADH sobre o potencial redox da hidroxilamina/nitroso. Os resultados dos experimentos de EIS demonstram que a grafite funcionalizada possui uma maior resistência que o material obtido por mistura física. Isto seria esperado já que a formação da ligação covalente afeta a deslocalização de elétrons pi. Finalmente esta metodologia seria uma plataforma geral para a preparação de grafite covalentemente modificada com derivados cujas moléculas possui aplicações de interesse. Assim, o material obtido por este método pode ser usado em aplicações como em eletrodos de pasta de carbono, eletrodos impressos, filmes finos e nanocompósitos e mesmo como um catalisador em reações químicas. Desde que a resposta eletroquímica é muito sensível ao eletrólito, este trabalho abriu uma larga variedade de estudos para entender a interação desses materiais no meio aquoso e orgânico. / Modification and/or functionalization of eletrodic materials have been investigated in order to improve the application of chemically modified electrode (CME) regards on their sensitivity, selectivity and reactivity comparing with unmodified substrate. However, the stability and reproducibility of these CME are one of the most important goals to achieve mainly regarding on the lixiviation of the modifier molecule. Quimisorption is one way to obtain very stable modified materials, since the redox mediator is attached to the substrate by covalent bound. Still it is very important to study the stability and chemical reactivity of these materials. The aim of this work is to synthesize graphite, carbon nanotube and carbon fiber with 4-nitrobenzoíl chloride (4-NB), 3,4-dihidroxibenzoíl chloride (3,4-DHB) and 2,2-bipyridine- 4,4-dicarbonil chloride (2,2-BP) in Friedel-Crafts condition mediated by microwave radiation. The materials were characterized by cyclic voltammetry (CV), using carbon paste electrode (CPE), infrared spectroscopy (IR), thermo gravimetric (TG) and differential thermal analysis (DTA) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). All of the synthesized graphite derivatives were compared with the respective physical mixtures. Moreover, graphite derivatives with bipyridine were used as a ligand in the synthesis with [Ru(bpy)2(OH2)2](PF6)2, [RuCl2(PPh3)3] and RuCl3.3H2O. These products were used as electrocatalysts to oxidize alcohols in comparison with the complex incorporated in graphite. Graphite obtained from 4-NB reaction was employed to oxidize NADH in the redox potential of hydroxylamine/nitroso derived. Results from EIS measurements have show that graphite functionalized has higher resistance than the material obtained by physical mixture. This would be expected since the covalent bound would affect a pi electron dislocation. In conclusion, this methodology would be a general platform to prepare graphite and derivatives covalently bounded to molecules that have interesting application. In addition, it\'s been shown that the catalytic property of the respective function organic hasn\'s changed after reaction with carbon substrate. Thus the material obtained by this method could be used in applications such as carbon paste electrodes, finger print electrodes, thin films and nanocomposites and even as a catalyst in chemical reaction. Since the electrochemical response is very sensitive regards on the electrolyte, this work opened a wide range of studies to understand the interaction of these materials in aqueous and organic medium.

The goal of this thesis is the development of scalable, low cost synthesis of metal oxide nanostructures based electrodes and to correlate the chemical modifications with their energy conversion performance. Methods in energy conversion in this thesis have focused on two aspects; a potentiometric chemical sensor was used to determine the analytical concentration of some components of the analyte solution such as dopamine, glucose and glutamate molecules. The second aspect is to fabricate a photo-electrochemical (PEC) cell. The biocompatibility, excellent electro-catalytic activities and fast electron transfer kinetics accompanied with a high surface area to volume ratio; are properties of some metal oxide nanostructures that of a potential for their use in energy conversion. Furthermore, metal oxide nanostructures based electrode can effectively be improved by the physical or a chemical modification of electrode surface. Among these metal oxide nanostructures are cobalt oxide (Co3O4), zinc oxide (ZnO), and bismuth-zincvanadate (BiZn2VO6) have all been studied in this thesis. Metal oxide nanostructures based electrodes are fabricated on gold-coated glass substrate by low temperature (< 100 0C) wet chemicalapproach. X-ray diffraction, x-ray photoelectron spectroscopy and scanning electron microscopy were used to characterize the electrodes while ultraviolet-visible absorption and photoluminescence were used to investigate the optical properties of the nanostructures. The resultant modified electrodes were tested for their performance as chemical sensors and for their efficiency in PEC activities. Efficient chemically modified electrodes were demonstrated through doping with organic additives like anionic, nonionic or cationic surfactants. The organic additives are showing a crucial role in the growth process of metal oxide nanocrystals and hence can beused to control the morphology. These organic additives act also as impurities that would significantly change the conductivity of the electrodes. However, no organic compounds dependence was observed to modify the crystallographic structure. The findings in this thesis indicate the importance of the use of controlled nanostructures morphology for developing efficient functional materials.