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Compostos supramoleculares derivados da meso-Tetrapiridil Porfirina: caracterizaÃÃo e utilizaÃÃo como agentes modificadores de eletrodos. / Supramolecular compounds derived from meso- Tetrapiridil Porphyrin: characterization and use as modifiers electrodes agents.

Samuel Victor Lima AraÃjo 31 July 2013 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Compostos de rutÃnio derivados da 5,10,15,20-tetrapiridilporfirina (TPyP) tem sido amplamente utilizados no desenvolvimento de eletrodos quimicamente modificados (EQMâs) para aplicaÃÃo como sensores eletroquÃmicos. Tais sensores tem como objetivo principal a detecÃÃo e quantificaÃÃo de traÃos de diversas substÃncias tais como dopamina, catecol, nitrito, sulfito, perÃxido de hidrogÃnio, entre outros. A modificaÃÃo dos eletrodos pode ser conduzida a partir das mais variadas tÃcnicas, uma delas à a eletropolimerizaÃÃo, em que o crescimento do filme sobre a superfÃcie do eletrodo de trabalho se dà pela sucessiva aplicaÃÃo de potencial a este, assim, o agente modificante (que està em soluÃÃo) deposita-se na superfÃcie formando polÃmeros condutores. Para os compostos derivados da TPyP a formaÃÃo (ou nÃo) do filme vai depender de diversos fatores tais como: do metal inserido do interior do anel porfirÃnico, dos ligantes presentes nos sistemas perifÃricos de rutÃnio, de reaÃÃes quÃmicas acopladas Ãs reaÃÃes eletroquÃmicas Ãs quais o composto à submetido na ciclagem, da velocidade de varredura e janela de potencial a qual o sistema à varrido, do eletrÃlito utilizado, do tratamento dado ao eletrodo de trabalho antes da modificaÃÃo, dentre outros. Com isto, neste trabalho à descrita a sÃntese e caracterizaÃÃo de compostos de coordenaÃÃo L-TPyP-[RuCl(dppb)(phen)]4(PF6)4, onde L = H2, Cu ou Co. O composto tetrarutenado derivado da Co-TPyP foi utilizado na modificaÃÃo dos eletrodos. Foram utilizadas, como matrizes a serem modificadas, os eletrodos de carbono vÃtreo, de platina, de FTO (eletrodo transparente de titÃnio dopado com flÃor) e o de ITO (eletrodo transparente de Ãxido de titÃnio dopado com Ãndio). A modificaÃÃo foi conduzida por 100 ciclos na janela de potencial de 0,4 a 1,5V (vs. Ag+/Ag) a 0,1 V s-1. Em todos os casos a modificaÃÃo foi evidenciada pelo aumento das correntes de pico dos processos atribuÃdos ao par RuIII/RuII em aproximadamente 1,1 V (vs. Ag+/Ag). No registro de voltamogramas desses EQMâs na soluÃÃo do eletrÃlito PTBA (Perclorato de tetrabutilamÃnio) 0,1 mol L-1 em diclorometano foi possÃvel a visualizaÃÃo de um par de ondas voltamÃtricas atribuÃdas ao par RuIII/RuII, evidenciando a formaÃÃo do filme. A modificaÃÃo dos eletrodos transparentes foi importante, pois permitiu a obtenÃÃo do espectro de absorÃÃo de radiaÃÃo UV/vis do filme formado. Ensaios preliminares com o eletrodo modificado de carbono vÃtreo frente à oxidaÃÃo da cafeÃna mostram que este torna o sistema eletroquÃmico muito mais sensÃvel à detecÃÃo do processo desta substÃncia em relaÃÃo ao eletrodo de carbono vÃtreo. / Ruthenium compounds of 5,10,15,20 - tetra(4 - pyridyl)porphyrin (TPyP) derivatives have been used in the development of chemically modified electrodes (EQM's) for electrochemical sensors. Such sensors have as main goal to detect and quantify trace amounts of various substances such as dopamine, catechol, nitrite, sulfite, hydrogen peroxide, among others. Modification of electrodes can be conducted using various techniques, one of them is the electropolymerization where the film grows on the surface of the working electrode upon successive application of potential, so the modif ying agent is deposited on the surface. For compounds derived from TPyP, formation of the film depends on several factors such as: the metal in the core of the porphyrin ring, ligands present in the peripheral ruthenium system, chemical reactions coupled to electrochemical reactions which the compound undergoes during electrochemical cycles, sweeping speed and potential window which the system is scanned, type of electrolyte used, treatment of the working electrode before modification, among others. This work describes the synthesis and characteriza tion of the complex L- TPyP - [Ru Cl(dppb)(phen)] 4 (PF 6 ) 4 , where L = H 2 , Cu or Co, compounds. The tetraruthenated compound, Co - TPyP, was used in the modification of electrodes. Modified glassy carbon electrodes, platinum, FTO (transparent electrode of titanium doped fluoride) and ITO (transparent electrode of titanium oxide doped with indium) were used as templates. The modification was carried out by running 100 cycles in the potential window of 0.4 to 1.5 V (vs. Ag+/Ag) at 0.1 V s - 1 . In all cases the modification was evidenced by an increase in peak currents at about 1.1 V ( vs . Ag + /Ag) assigned to Ru III /Ru II process. Voltammograms of these EQM's in electrolyte solution 0.1 mol L - 1 PTBA (tetrabutylammonium perchlorate) in dichloromethane showed a pair of voltammetric waves assigned to Ru III /Ru II process which supported the film formation. Additionally, modification of the transparent electrodes was done to provide electronic absorpt ion spectrum of the formed film. Preliminary assays with the modified glassy carbon electrode for the oxidation of caffeine showed this system makes more sensitive electrochemical detection of this substance than using glassy carbon electrode.
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Aplicações analíticas de eletrodos quimicamente modificados por espécies de interesse biológico / Analytical applications of chemically modified electrode of biological species interest

Silva, Robson Pinho da 14 September 2007 (has links)
O trabalho apresentado nesta Dissertação de Mestrado descreve o desenvolvimento e aplicação de eletrodos de pasta de carbono modificados eletroquimicamente em soluções de guanina e de eletrodos de grafite pirolítico modificados em soluções de dopamina. Estes eletrodos foram empregados na detecção e, a quantificação, por voltametria de pulso diferencial (VPD), de alguns compostos de importância biológicas tais como NADH, NADPH, 8-oxo-guanina, ácido úrico (AU), ácido ascórbico (AA), dopamina (DA) e xantina (XA). No primeiro caso, os eletrodos de pasta de carbono foram modificados em solução de guanina por aplicação de um potencial de 1,1 V (vs Ag/AgCl, KClsat) ao eletrodo de trabalho por 12 minutos sob sat agitação constante. Com estes eletrodos detectaram-se NADH, NADPH, 8-oxo-guanina e AU, com limites de detecção de 3,3, 3,7, 2,0 e 6,6 x 10-6 mol L-1 respectivamente, na faixa de concentração de 7,5 x 10-6 a 8,1 x 10-4 mol L-1 . No segundo caso, eletrodos de grafite pirolítico, previamente tratados em solução de NaOH, foram modificados eletroquimicamente em solução de DA por aplicação de um potencial 1,5 V (vs Ag/AgCl, KClsat ) ao eletrodo de trabalho durante 2 minutos. Com estes eletrodos foi possível a determinação simultânea de AA, AU e DA. Para obtenção das curvas analíticas variou- se a concentração do analito de interesse, mantendo-se constante a concentração dos possíveis interferentes nos valores de 1,0 x 10-4 mol L-1 (DA), 5,0 x 10-5 mol L-1 (AU) e 1,0 x 10-3 mol L-1 (AA). Os limites de detecção calculados para AU, AA e DA foram respectivamente de 1,4 x 10-6 mol l-1 , 2,5 x 10-5 mol l-1 e 1,1 x 10-7 mol l-1 . Ácido úrico foi determinado em amostras de urina, sangue e soro humano com 92 a 103 % de recuperação, sem a necessidade de tratamento prévio das amostras. / Chemically Modified Carbon Paste and Pyrolitic Graphite Electrodes were prepared via electrochemical deposition from guanine and dopamine solutions. Carbon paste electrodes were modified in guanine solutions under an applied potential of 1.1 V (vs Ag/AgCl, KClsat ) during 12 minutes under constant stirring. They were used for sat electrochemical detection of NADH, NADPH, uric acid and 8-oxoguanine. Detection limits were 3.3, 3.7, 6.6 and 2.0 10-6 mol L-1 respectively, with sensitivity of 0.13, 0.10, 0.26 and 0.40 A mol-1 L cm-2 , respectively. The electrodes showed high reproducibility and absence of surface poisoning effects. Good analytical performance was attributed to the formation of superficial dimer or trimers species of guanine during the modification process. Pyrolitic graphite electrodes, previously submitted an electrochemical treatment in NaOH solution, were modified in dopamine solution (phosphate buffer, pH 10) under an applied potential of 1.5 V (vs Ag/AgCl, KClsat ) during 2 minutes under constant sat stirring and, further used for the simultaneous determination of ascorbic acid (AA), uric acid (AU) and dopamine (DA). The analytical curves were obtained changing the concentration of the wished analyte, at constant concentration levels of the interferences: 1.0 x 10-4 mol L-1 (DA), 5.0 x 10-5 mol L-1 (UA) and 1.0 x 10-3 mol L-1 (AA). Detection limits were 1.4 x 10-6 mol L-1 , 2.5 x 10-5 mol L-1 and 1.1 x 10-7 mol L-1 for UA, AA and DA, respectively. Uric acid was determined in human urine, blood and serum samples without any previous treatment. Recovering percentages of 92 to 103 % were obtained.
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Desenvolvimento de sensor eletroquímico modificado com polímeros molecularmente impressos (MIP) visando à quantificação de cortisol / Development of electrochemical sensor modified with molecularly imprinted polymers (MIP) aiming cortisol quantification

Mendes, Letícia Francine 02 April 2018 (has links)
O cortisol é um hormônio associado a vários processos fisiológicos importantes. Esta dissertação apresenta estudos sobre o desenvolvimento de um sensor eletroquímico simples e de baixo custo visando à quantificação do cortisol sem a necessidade de modificação da superfície do sensor com biomoléculas. Inicialmente, o foco do trabalho foi o desenvolvimento de um método analítico visando à detecção direta de cortisol utilizando eletrodos não modificados de carbono vítreo. Estes estudos mostraram problemas de reprodutibilidade devido à grande adsorção da molécula de cortisol ou seus produtos de redução na superfície do eletrodo. Assim, avaliou-se o uso de eletrodos de grafite como dispositivos descartáveis em plataformas de papel. Uma boa linearidade foi observada em um intervalo de concentração semelhante ao apresentado nos estudos envolvendo o eletrodo de carbono vítreo (10 a 100 181.mol L-1). Diante desse resultado, os dispositivos portáteis de baixo custo apresentaram ótimas características analíticas em comparação ao método anterior mostrando à potencialidade para aplicação em amostras reais. Concomitantemente, polímeros impressos molecularmente (MIPs) fabricados por processos químicos e eletroquímicos foram estudados com o intuito de aumentar a seletividade para a análise de cortisol. Os MIPs quimicamente fabricados foram sintetizados usando acrilamida como monômero e N, N\'-metilenobisacrilamida como agente de reticulante. Este material recombina-se com sucesso com o analito segundo os estudos de UV-Vis, no entanto a imobilização na superfície do eletrodo não foi possível. Assim, a polimerização eletroquímica do pirrol foi avaliada como uma maneira simples de produzir o MIP diretamente na superfície do eletrodo. A recombinação da molécula molde com os eletrodos modificados foi verificada por voltametria cíclica e técnica de microbalança eletroquímica de cristal de quartzo. A segunda abordagem apontou resultados promissores para o desenvolvimento de sensor piezelétrico modificado para detecção de cortisol. / Cortisol is a hormone associated with several important physiological processes. This masters dissertation reports studies about the development of a simple and low cost electrochemical sensor aiming at the quantification of cortisol without the need of biomolecules immobilized at sensor surface. Initially, the focus was the development of an analytical method for the direct detection of cortisol using bare glassy carbon electrodes. These studies have shown problems of reproducibility due to large adsorption of the cortisol molecule or its reduction products on the electrode surface. Thus, it was evaluated the use of graphite electrodes as disposable devices in paperbased platform. A good linearity was observed in a concentration range similar to that obtained in studies involving the glassy carbon electrode (from 10 to 100 µmol L-1). In light of this result, the proposed low-cost portable devices presented great analytical features and low-cost in comparison with the previous method with potentiality for application in real samples. Concomitantly, molecularly imprinted polymers (MIPs) fabricated by chemical and electrochemical processes were studied to enhance the selectivity for cortisol analysis. The chemically manufactured MIPs were synthesized using acrylamide as monomer and N, N\'-methylenebisacrylamide as crosslinking agent. This material recombine successfully with the analyte according the UV-Vis study, but it was difficult to immobilize this material at the electrode surface. The electrochemical polymerization of pyrrole was evaluated as a simple way to produce the MIP directly on the electrode surface. The recombination of the template molecule with the modified electrodes was verified by cyclic voltammetry and electrochemical quartz crystal microbalance technique. The second approach pointed out promisor results to the development of modified piezoelectric sensor for cortisol detection.
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Desenvolvimento de eletrodos de ouro modificados com camadas auto-arranjadas de tióis para formação in situ de nanopartículas de ouro / Development of self-assembled monolayers of thiols on gold electrodes and aplication on the formation in situ of gold nanoparticles

Gomes, Caroline Sanz 11 December 2015 (has links)
Eletrodos de ouro foram utilizados para preparação de eletrodos modificados com monocamadas auto arranjadas de tióis. A limpeza do substrato metálico é fundamental para que a arquitetura molecular superficial possa ser efetuada com boa estabilidade e reprodutibilidade, além de fornecer dados utilizados no cálculo de área ativa, necessários na normalização dos valores de recobrimento superficial obtidos nas determinações de dessorção do agente modificador interno, o ácido 3-mercaptopropiônico. Os eletrodos modificados consistiram no recobrimento de transdutores de ouro com ácido 3-mercaptopropiônico através da imersão do eletrodo de Au em solução 25 mmolL-1 deste composto e, em seguida, com moléculas de cisteína, através da imersão do eletrodo de Au/3-MPA em solução 0,1 molL-1 deste composto, originando um sensor do tipo Au/3-MPA/CSH. As moléculas de cisteína foram utilizadas como agente redutor para obtenção de nanopartículas de Au na superfície do eletrodo modificado, através da aplicação de 20 µL de solução de HAuCl4. Após a confirmação da ausência do par tiólico superficial responsável pela redução das nanopartículas, o eletrodo Au/3-MPA/CSH/AuNp foi utilizado na determinação de peróxido de hidrogênio em soluções de concentrações crescentes em tampão fosfato 0,1 molL-1 pH 7,2. / Gold electrodes were used for surface modification through the incorporation of self-assembled monolayers of thiols. Pre-treatment of the metal substrate is essential for achieving good stability and reproducibility of the molecular architecture in the surface developed, and provides data used in the calculation of the active area, used to normalize surface coating values, which were obtained throughout the desorption measurements of 3-mercaptopropionic acid. The modification consisted on coating gold probes with 3-mercaptopropionic acid by dipping the Au electrode in 25 mmolL-1 solution of this compound, in which were, later, anchored cysteine molecules, by dipping of the Au/3-MPA electrode in 0.1 molL-1 solution of this compound, resulting in a Au/3-MPA/CSH sensor. Cysteine molecules were used as a reducing agent to obtain gold nanoparticles on the surface of the modified electrode through application of 20 µL of HAuCl4. After confirming the absence of the thiol redox couple responsible for the reduction of gold nanoparticles, the Au/3-MPA/CSH/AuNp electrode was used to determine hydrogen peroxide in phosphate buffer 0.1 molL-1 pH 7.2.
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Desenvolvimento de sensor eletroquímico modificado com polímeros molecularmente impressos (MIP) visando à quantificação de cortisol / Development of electrochemical sensor modified with molecularly imprinted polymers (MIP) aiming cortisol quantification

Letícia Francine Mendes 02 April 2018 (has links)
O cortisol é um hormônio associado a vários processos fisiológicos importantes. Esta dissertação apresenta estudos sobre o desenvolvimento de um sensor eletroquímico simples e de baixo custo visando à quantificação do cortisol sem a necessidade de modificação da superfície do sensor com biomoléculas. Inicialmente, o foco do trabalho foi o desenvolvimento de um método analítico visando à detecção direta de cortisol utilizando eletrodos não modificados de carbono vítreo. Estes estudos mostraram problemas de reprodutibilidade devido à grande adsorção da molécula de cortisol ou seus produtos de redução na superfície do eletrodo. Assim, avaliou-se o uso de eletrodos de grafite como dispositivos descartáveis em plataformas de papel. Uma boa linearidade foi observada em um intervalo de concentração semelhante ao apresentado nos estudos envolvendo o eletrodo de carbono vítreo (10 a 100 181.mol L-1). Diante desse resultado, os dispositivos portáteis de baixo custo apresentaram ótimas características analíticas em comparação ao método anterior mostrando à potencialidade para aplicação em amostras reais. Concomitantemente, polímeros impressos molecularmente (MIPs) fabricados por processos químicos e eletroquímicos foram estudados com o intuito de aumentar a seletividade para a análise de cortisol. Os MIPs quimicamente fabricados foram sintetizados usando acrilamida como monômero e N, N\'-metilenobisacrilamida como agente de reticulante. Este material recombina-se com sucesso com o analito segundo os estudos de UV-Vis, no entanto a imobilização na superfície do eletrodo não foi possível. Assim, a polimerização eletroquímica do pirrol foi avaliada como uma maneira simples de produzir o MIP diretamente na superfície do eletrodo. A recombinação da molécula molde com os eletrodos modificados foi verificada por voltametria cíclica e técnica de microbalança eletroquímica de cristal de quartzo. A segunda abordagem apontou resultados promissores para o desenvolvimento de sensor piezelétrico modificado para detecção de cortisol. / Cortisol is a hormone associated with several important physiological processes. This masters dissertation reports studies about the development of a simple and low cost electrochemical sensor aiming at the quantification of cortisol without the need of biomolecules immobilized at sensor surface. Initially, the focus was the development of an analytical method for the direct detection of cortisol using bare glassy carbon electrodes. These studies have shown problems of reproducibility due to large adsorption of the cortisol molecule or its reduction products on the electrode surface. Thus, it was evaluated the use of graphite electrodes as disposable devices in paperbased platform. A good linearity was observed in a concentration range similar to that obtained in studies involving the glassy carbon electrode (from 10 to 100 µmol L-1). In light of this result, the proposed low-cost portable devices presented great analytical features and low-cost in comparison with the previous method with potentiality for application in real samples. Concomitantly, molecularly imprinted polymers (MIPs) fabricated by chemical and electrochemical processes were studied to enhance the selectivity for cortisol analysis. The chemically manufactured MIPs were synthesized using acrylamide as monomer and N, N\'-methylenebisacrylamide as crosslinking agent. This material recombine successfully with the analyte according the UV-Vis study, but it was difficult to immobilize this material at the electrode surface. The electrochemical polymerization of pyrrole was evaluated as a simple way to produce the MIP directly on the electrode surface. The recombination of the template molecule with the modified electrodes was verified by cyclic voltammetry and electrochemical quartz crystal microbalance technique. The second approach pointed out promisor results to the development of modified piezoelectric sensor for cortisol detection.
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Preparação e caracterização de eletrodos modificados mistos e seu uso em hidrogenação eletrocatalítica de substratos orgânicos / Preparation and characterization of mixed modified electrodes used in electrocatalytic hydrogenation of organic substrates

Costa, Maria Isabel de Campos Ferreira 24 April 2006 (has links)
Esta Tese descreve a preparação de novos eletrodos modificados (EMs) fazendo uso de um método novo, a deposição de partículas de metais nobres, como níquel, paládio e platina sobre partículas de metais comuns, como cobre e ferro. Este método leva aos denominados EMs mistos, que podem apresentar características diferentes e mais eficientes que os EMs Ni, Pd e Pt já estudados, sendo a principal aplicação nas reações de hidrogenação eletrocatalítica (HEC) de substratos orgânicos insaturados. A preparação dos EMs mistos se inicia pelo recobrimento da superfície do eletrodo de trabalho com um filme polimérico. O polímero usado foi o poli-(éter alílico do ácido p-benzenossulfônico), um filme aniônico com boa estabilidade química e mecânica, que pode fazer troca iônica de seus íons H+ por cátions metálicos. Este filme é preparado por varreduras de voltametria cíclica de uma solução do respectivo monômero, que se oxida eletroquimicamente iniciando a reação química de polimerização. Os metais cobre e ferro são introduzidos ao polímero pelo método de troca iônica/redução eletroquímica, onde o EM é mergulhado em uma solução saturada de um sal de cobre ou de ferro para ocorrer a troca iônica. Em seguida, estes íons são reduzidos eletroquimicamente por varreduras de voltametria cíclica, usando uma faixa de potencial adequada. Para se preparar os EMs mistos, mergulhou-se estes EMs (Cu ou Fe) na solução do banho electroless de níquel, paládio e platina. Por esta metodologia partículas destes metais nobres são depositadas pelo processo de deposição metálica electroless (DME), que faz uso de um agente redutor, hipofosfito de sódio, para reduzir os íons destes metais de forma adequada nos EMs Cu ou Fe e onde se espera obter grande área superficial. Os EMs mistos preparados foram: Cu/Ni, Cu/Pd, Cu/Pt, Fe/Ni, Fe/Pd e Fe/Pt. A caracterização dos metais dos EMs mistos foi feita indiretamente por geração eletroquímica de hidrogênio (GH) de uma solução ácida e diretamente pelas técnicas de Difração de Raios X e Microscopia de Varredura Eletrônica (MEV). O processo de deposição metálica foi investigado por medidas de potencial de circuito aberto, realizadas durante a deposição dos metais nobres que indicou a ocorrência do processo de DME em alguns casos e DG (deposição galvânica) em outros. Devido a alguns resultados do processo de deposição metálica, foi estudado o mecanismo de catalise na deposição direta das partículas de níquel, paládio e platina pela redução química por hipofosfito dos íons correspondentes. Preparou-se EMs Ni, Pd e Pt por dois métodos: troca iônica/redução eletroquímica e troca iônica/redução química catalisada pelo filme. Estes foram caracterizados por GH e utilizando o ácido p-toluenossulfônico como modelo, estudos de espectroscopia na região UV/Vis. foram realizados. Estas medidas comprovaram a catálise, pois os EMs preparados por redução química apresentaram melhores resultados para a GH e as análises de UV/Vis. mostraram a forte ligação existente entre os grupos sulfonatos do polímero e os íons metálicos bivalentes, ligação essencial para ocorrer a catálise do filme. Verificou-se que as partículas dos metais nobres podiam estar sendo depositadas por DME ou por DG seguido de DME, mas que em todos os casos ocorria a deposição causada pela catálise do filme. A reatividade dos EMs mistos foi avaliada por um estudo cinético, onde HECs de alguns substratos orgânicos foram realizadas e acompanhadas por medidas de UV/Vis. durante as reações. Obteve-se a constante de velocidade (k) destas reações, as quais foram comparadas entre si e encontrou-se como o EM misto mais eficiente o Cu/Pt. As ks das reações deste EM foram comparadas com ks de outros EMs de Pt, já estudados em nossos laboratórios. / This thesis describes the preparation of new modified electrodes (MEs) using the method of noble metal particles deposition like nickel, palladium and platinum in the surface of commum metals particles as cooper and iron. This new electrodes were denominated mixed MEs, and can show different caractheristics and present higher efficiency than others already studied, being their principal application in electrocatalytic hydrogenation (ECH) of unsaturated organic substrates. The surface electrode were coated with the polymer poly-(ether allyl p-benzenesulfonic), an anionic film with good chemical and mechanic stability that can undergoes ion exchange of ions H+ by metallic cations. This film is prepared by anodic oxidation of the monomer using voltammetric cycles, producing a cation radical initiador of a chain reaction polymerization. Cooper and iron metals are incorporated in the polymer by ion exchange/ electrochemical reduction; the ME were dipped in saturated solution of cooper or iron salt to produce the ion exchange. The ions are then electrochemically reduced. The preparation of mixed MEs is carried out by electrolessly deposidated Ni, Pd or Pt. This methodology use NaH2PO2, to reduce the metal ions. This procedure deposits Ni, Pd and Pt in the surface of Cu or Fe MEs with an expected higher superficial area. The mixed Cu/Ni, Cu/Pd, Cu/Pt, Fe/Ni, Fe/Pd e Fe/Pt MEs were prepared. The characterization of the MEs metals was made indirectly by electrochemically hydrogen generation from an acid solution (HG) and directly by SEM-EDX and Ray X Diffraction analysis. The metallic deposition process was investigated by open circuit during the deposition of nobles metals that indicate the occurrence of electroless deposition (EMD) process in some cases or spontaneous displacement reaction (galvanic deposition - GD) in others. Despite the two mechanisms related above, a catalytic process would occur. To rut in evidence this third process Ni, Pd and Pt MEs were prepared by two methods: ion exchange/electrochemical reduction and ion exchange/chemical reduction catalyzed by the film. The resulting MEs were characterized by HG and spectroscopy in the UV/Vis. For this last analysis, p-toluenossulfonic acid was used as model and the results proved the catalytic mechanism. UV spectroscopy analysis showed strong bonds between the p-toluenossulfonic and the noble metal salts. So particles of noble metals can be deposited not only by EMD or GD but in all cases occur the deposition by film catalysis too. The reactivity of mixed MEs was done by kinetic study, where ECH of some organic substrates were carried out and monitored by UV/Vis spectroscopy. The constant rate (k) of the reactions was calculated and compared with the others mixed MEs. The ks of this ME were compared with the ks of other Pt MEs, already studied. The more reactive of them was the Cu/Pt ME.
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Construção de uma plataforma funcional para detecção amperométrica de cisteína / Construction of a functional platform for amperometric detection of cysteine

Silva, Cecília de Carvalho Castro e, 1987- 08 January 2011 (has links)
Orientador: Lauro Tatsuo Kubota / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-09-11T21:18:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_CeciliadeCarvalhoCastroe_M.pdf: 2199742 bytes, checksum: e0c39714ed0a9045beffe47b579b8438 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho descreve o desenvolvimento de um sensor amperométrico para detecção eletrocatalítica de cisteína, através da construção de uma plataforma funcional para a complexação de íons cobre. O material base desta plataforma foi um nanocompósito obtido por meio da modificação de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs) com poli(4-vinilpiridina) PVP, através uma reação de polimerização in situ. Foi realizada uma otimização multivariada, empregando um planejamento composto central de face centrada, para a modificação da superfície do eletrodo de carbono vítreo (ECV), sendo a condição ótima obtida quando se utiliza concentração da dispersão de nanocompósito de MWCNTs-PVP de 6,00 mg L, concentração da solução CuCl2 de 50 mmol L e tempo de complexação dos íons cobre de aproximadamente 83 minutos. A plataforma foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDX), espectroscopia de impedância de eletroquímica (EIE), cronoamperometria e voltametria cíclica. Os valores da constante heterogênea de transferência de elétrons (ks) e da constante cinética da reação entre os íons Cu- cisteína (kobs) foram 5,78 s e 6,96 x 10 L mol s respectivamente. A curva analítica apresentou uma faixa linear de 5 a 60 mmol L para a detecção de cisteína. Já os limites de detecção e quantificação foram 1,50 e 5,00 mmol L, respectivamente. Além disso, o ECV/MWCNTs-PVP/Cu apresentou um tempo de resposta extremamente baixo, 0,10 s e quando aplicado para determinação de cisteína em amostras de suplemento alimentar apresentou resultados estatisticamente iguais em um nível de confiança de 95% com os resultados obtidos pelo método oficial / Abstract: This work describes the fabrication of an amperometric sensor for electrocatalytical detection of cysteine. The developed sensor is based on a functional platform for complexing copper ions on multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) modified with poly-4-vinylpyridine through an in situ reaction of polymerization. A multivariate analysis using a central composite design to investigate the surface modification of glassy carbon electrode (GCE) was employed to optimize the experimental variables. The established optimal conditions for the concentration of MWCNTs-PVP dispersed nanocomposite were, 6,00 mg L, 50 mmol L of concentration CuCl2 and around 83 min. for complexation of copper ions. The platform was characterized performing scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive x-ray (EDX), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), chronoamperometry and cyclic voltammetry analyses. The obtained values for the kinetic constants for heterogeneous electron transfer rate (ks) and for chemical reaction (kobs) between Cu and cysteine were 5.78 s and 6.96 L mol s, respectively. The analytical curve showed a linear range for detecting cysteine in concentrations from 5 to 60 mmol L. The detection and quantification limits obtained were 1.50 and 5.00 mmol L, respectively. Moreover, the response time of the ECV/MWCNTs-PVP/Cu sensor was 0.1 s. The application of the sensor to detect cysteine in nutritional supplement showed results statistically equal (0.95 confidence level) to those obtained with official methods / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química
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Compósitos de grafite a base poliuretana modificados com SBA-15 na determinação dos antioxidantes BHA e TBHQ em biodiesel / Polyurethane-based graphite composites modified with SBA-15 in the determination of antioxidants BHA and TBHQ in biodiesel

OLIVEIRA, Danielle Cristina Vasconcelos de 05 September 2017 (has links)
Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-10-06T16:33:36Z No. of bitstreams: 1 DanielleOliveira.pdf: 1130236 bytes, checksum: 83c34f9b54d583457ebfcfe859d26da1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-06T16:33:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DanielleOliveira.pdf: 1130236 bytes, checksum: 83c34f9b54d583457ebfcfe859d26da1 (MD5) Previous issue date: 2017-09-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão / Due to the importance of the antioxidants to guarantee the quality of the biodiesel, by the parameters of its oxidative stability, analytical methodologies have been developed to quantitatively evaluate the antioxidants present in the biodiesel matrices. In this work SBA-15 and Ni- SBA-15 (nickel incorporated in the SBA-15) were synthesized by the hydrothermal method and characterized, being used as modifier (2.5%) in polyurethane graphite based electrochemical sensors to compare their Performance in determining the antioxidants BHA (3-tert-butyl-4-hydroxyanisole) and TBHQ (tert-butylhydroquinone). Among the sensors used, the GPU electrode modified with SBA-15 was the one that presented the best response in the determination of the antioxidants in the preliminary tests, being then applied in the determination of the antioxidants in the biodiesel sample, using the technique of Differential Pulse Voltammetry (DPV ), Using BR as buffer pH = 2 as the electrolyte. The proposed method presented a linear response in the antioxidant determinations (0.993, for TBHQ determinations and 0.977 for BHA determinations), good results for the limit of detection (LOD BHA = 1, (2.03 for determinations of TBHQ and 2.13 for determinations of BHA) and accuracy (102.5% for determinations of TBHQ and 98, 97% for BHA determinations). / Devido à importância dos antioxidantes para garantir a qualidade do biodiesel, pelos parâmetros de sua estabilidade oxidativa, metodologias analíticas têm sido desenvolvidas para avaliar quantitativamente os antioxidantes presentes nas matrizes de biodiesel. Neste trabalho, SBA-15 e Ni- SBA-15 (niquel incorporado na SBA-15) foram sintetizados pelo método hidrotermal e caracterizados, sendo utilizados como modificador (2,5%) em sensores eletroquímicos à base de grafite de poliuretano para comparar o seu desempenho na determinação dos antioxidantes BHA (3-terc-butil-4-hidroxianisol) e TBHQ (tercbutilhidroquinona). Dentre os sensores utilizados, o eléctrodo GPU modificado com SBA-15 foi o que apresentou a melhor resposta na determinação dos antioxidantes nos testes preliminares, sendo então aplicado na determinação dos antioxidantes na amostra de biodiesel, utilizando a técnica de Voltametria de Pulso Diferencial (DPV), usando como eletrólito suporte o tampão BR com pH = 2. O método proposto apresentou uma resposta linear nas determinações antioxidantes (0,993, para determinações TBHQ e 0,977 para determinações BHA), também apresentou bons resultados para o limite de detecção (LD BHA= 1,00 x 10 -5, LD TBHQ = 7, 76 X 10-6), Precisão (2,03 para determinações de TBHQ e 2,13 para determinações de BHA) e exatidão (102,5% para determinações de TBHQ e 98,97% para determinações de BHA).
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Estudo eletroanalítico da dopamina utilizando eletrodo de pasta de carbono produzidos com pó de grafite recoberto por eletrodepósitos de ouro / Elophananalytic study of dopamine using carbon paste effect produced with graphite powder received by gold electrodeposts

Silva, Vinicius Carlos Costa 31 August 2018 (has links)
Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-09-28T14:09:15Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vinicius Carlos Costa Silva - 2018.pdf: 2032136 bytes, checksum: d25ea59456e929f9d6d4588e5f39838d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-09-28T14:18:01Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vinicius Carlos Costa Silva - 2018.pdf: 2032136 bytes, checksum: d25ea59456e929f9d6d4588e5f39838d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-28T14:18:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vinicius Carlos Costa Silva - 2018.pdf: 2032136 bytes, checksum: d25ea59456e929f9d6d4588e5f39838d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-08-31 / Electroanalytical techniques are extensively studied for the quantification of species of biological and pharmacological interest. In general, they present high sensitivity and low costs, which, combined with the possibility of miniaturization and real-time analysis, has generated increasing attention in recent times. This work describes an electroanalytical dopamine research system using voltametric techniques through the application of a modified carbon electrodeposite (EPCM) carbon paste electrode. The electrochemical measurements were performed in a potentiostat using a three electrode system, using a gold electrode as working electrode (EPCM), AgCl electrode as reference and platinum wire as electrode. The kinetics of dopamine oxidation was investigated by cyclic voltammetry and by square wave voltammetry using EPCM in dopamine standard solution, without and with sodium metabisulfite (additive present in the drug). By cyclic voltammetry, different scanning velocities were used as a methodology to identify the type of kinetic control, whereas square wave voltammetry was used, with the use of factorial design, to investigate how the gold electrodeposing variables influence the oxidation of DA. he effect of the pH of the medium was also investigated, using phosphate buffer at different pH. Furthermore, under optimized conditions the effect of various concentrations of DA was investigated in order to obtain an analytical curve. The results show by means of measurements by cyclic voltammetry in solutions of DA with and without metabisulfite, that the anodic current of the DA increases from potentials more positive than +0,225 V, with a peak at +0,320. Factorial design observed that sodium metabisulfite significantly decreased the peak current for oxidation of DA. In quadra wave voltammograms for EPCM in phosphate buffer solutions pH 7 containing dopamine and sodium metabisulfite, it is observed that the peak oxidation of dopamine occurs at +0.195 V, while the oxidation of the metabisulfite occurs at approximately +0.834 V. In the study of the pH effect it is verified that an increase of the current occurs when the pH value is above 6.0, while the oxidation potential of the dopamine shifts to more negative values from pH 2, having a sigmoid relation. In the parameter effect of the concentration it was possible to conclude that using this type of modification (gold electrodeposits) showed an improvement in the peak currents when compared to the unmodified electrode. The linearity ranges obtained using EPCM were 3.17 × 10-5 - 1.06 × 10-4, but it was not possible to obtain an ideal calibration curve for the determination of dopamine. / As técnicas eletroanalíticas são amplamente estudadas para quantificação de espécies de interesse biológico e farmacológico. De modo geral, apresentam alta sensibilidade e baixos custos, o que, aliado à possibilidade de miniaturização e análise em tempo real, tem gerado atenção crescente nos últimos tempos. Este trabalho descreve um sistema eletroanalítico de investigação de dopamina utilizando técnicas voltametricas através da apliacação de um eletrodo de pasta de carbono modificado com eletrodepositos de ouro (EPCM). As medidas eletroquímicas foram realizadas em um potenciostato utilizando um sistema de três eletrodos, empregando eletrodo de ouro como eletrodo de trabalho (EPCM), eletrodo de AgCl como referência e fio de platina como contra eletrodo. A cinética de oxidação de dopamina foi investigada por voltametria cíclica e por voltametria de onda quadrada utilizando o EPCM em solução padrão de dopamina, sem e com metabissulfito de sódio (aditivo presente no medicamento). Por voltametria cíclica foi utilizada diferentes velocidades de varredura como metodologia para identificar o tipo de controle cinético, enquanto que a voltametria de onda quadrada foi empregada, com uso de planejamento fatorial, para investigar como as variáveis de eletrodeposição de ouro influenciam sobre a oxidação de DA. Também foi investigado o efeito do pH do meio, utilizando-se tampão fosfato a diferentes pH. Além disso, sob condições otimizadas foi investigado o efeito de várias concentrações de DA, com a finalidade de se obter uma curva analítica. Os resultados mostram através das medidas por voltametria cíclica em soluções de DA com e sem metabissufito, que a corrente anódica da DA aumenta a partir de potenciais mais positivos que +0,225 V, apresentando um pico em +0,320. Diante do planejamento fatorial observou que o metabissulfito de sódio diminui significativamente a corrente de pico para oxidação da DA. Nos voltamogramas de onda quadra para o EPCM nas soluções tampão fosfato pH 7 contendo dopamina e metabissulfito de sódio, observa-se que o pico de oxidação da dopamina ocorre em +0,195 V, enquanto que a oxidação do metabissulfito ocorre em aproximadamente +0,834 V. No estudo do efeito do pH verifica-se que ocorre um aumento da corrente quando o valor de pH está acima de 6,0, enquanto que o potencial de oxidação da dopamina desloca para valores mais negativos desde o pH 2, tendo uma relação sigmoide. No parâmetro efeito da concentração foi possível concluir que utilizando este tipo de modificação (eletrodepósitos de ouro) mostrou uma melhora no aumento das correntes de pico quando comparado com o eletrodo não modificado. As faixas de linearidade obtidas utilizando o EPCM foram de 3,17 × 10-5 – 1,06 × 10-4, porém não foi possível obter uma curva de calibração ideal para a determinação da dopamina.
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Preparação e caracterização de eletrodos modificados mistos e seu uso em hidrogenação eletrocatalítica de substratos orgânicos / Preparation and characterization of mixed modified electrodes used in electrocatalytic hydrogenation of organic substrates

Maria Isabel de Campos Ferreira Costa 24 April 2006 (has links)
Esta Tese descreve a preparação de novos eletrodos modificados (EMs) fazendo uso de um método novo, a deposição de partículas de metais nobres, como níquel, paládio e platina sobre partículas de metais comuns, como cobre e ferro. Este método leva aos denominados EMs mistos, que podem apresentar características diferentes e mais eficientes que os EMs Ni, Pd e Pt já estudados, sendo a principal aplicação nas reações de hidrogenação eletrocatalítica (HEC) de substratos orgânicos insaturados. A preparação dos EMs mistos se inicia pelo recobrimento da superfície do eletrodo de trabalho com um filme polimérico. O polímero usado foi o poli-(éter alílico do ácido p-benzenossulfônico), um filme aniônico com boa estabilidade química e mecânica, que pode fazer troca iônica de seus íons H+ por cátions metálicos. Este filme é preparado por varreduras de voltametria cíclica de uma solução do respectivo monômero, que se oxida eletroquimicamente iniciando a reação química de polimerização. Os metais cobre e ferro são introduzidos ao polímero pelo método de troca iônica/redução eletroquímica, onde o EM é mergulhado em uma solução saturada de um sal de cobre ou de ferro para ocorrer a troca iônica. Em seguida, estes íons são reduzidos eletroquimicamente por varreduras de voltametria cíclica, usando uma faixa de potencial adequada. Para se preparar os EMs mistos, mergulhou-se estes EMs (Cu ou Fe) na solução do banho electroless de níquel, paládio e platina. Por esta metodologia partículas destes metais nobres são depositadas pelo processo de deposição metálica electroless (DME), que faz uso de um agente redutor, hipofosfito de sódio, para reduzir os íons destes metais de forma adequada nos EMs Cu ou Fe e onde se espera obter grande área superficial. Os EMs mistos preparados foram: Cu/Ni, Cu/Pd, Cu/Pt, Fe/Ni, Fe/Pd e Fe/Pt. A caracterização dos metais dos EMs mistos foi feita indiretamente por geração eletroquímica de hidrogênio (GH) de uma solução ácida e diretamente pelas técnicas de Difração de Raios X e Microscopia de Varredura Eletrônica (MEV). O processo de deposição metálica foi investigado por medidas de potencial de circuito aberto, realizadas durante a deposição dos metais nobres que indicou a ocorrência do processo de DME em alguns casos e DG (deposição galvânica) em outros. Devido a alguns resultados do processo de deposição metálica, foi estudado o mecanismo de catalise na deposição direta das partículas de níquel, paládio e platina pela redução química por hipofosfito dos íons correspondentes. Preparou-se EMs Ni, Pd e Pt por dois métodos: troca iônica/redução eletroquímica e troca iônica/redução química catalisada pelo filme. Estes foram caracterizados por GH e utilizando o ácido p-toluenossulfônico como modelo, estudos de espectroscopia na região UV/Vis. foram realizados. Estas medidas comprovaram a catálise, pois os EMs preparados por redução química apresentaram melhores resultados para a GH e as análises de UV/Vis. mostraram a forte ligação existente entre os grupos sulfonatos do polímero e os íons metálicos bivalentes, ligação essencial para ocorrer a catálise do filme. Verificou-se que as partículas dos metais nobres podiam estar sendo depositadas por DME ou por DG seguido de DME, mas que em todos os casos ocorria a deposição causada pela catálise do filme. A reatividade dos EMs mistos foi avaliada por um estudo cinético, onde HECs de alguns substratos orgânicos foram realizadas e acompanhadas por medidas de UV/Vis. durante as reações. Obteve-se a constante de velocidade (k) destas reações, as quais foram comparadas entre si e encontrou-se como o EM misto mais eficiente o Cu/Pt. As ks das reações deste EM foram comparadas com ks de outros EMs de Pt, já estudados em nossos laboratórios. / This thesis describes the preparation of new modified electrodes (MEs) using the method of noble metal particles deposition like nickel, palladium and platinum in the surface of commum metals particles as cooper and iron. This new electrodes were denominated mixed MEs, and can show different caractheristics and present higher efficiency than others already studied, being their principal application in electrocatalytic hydrogenation (ECH) of unsaturated organic substrates. The surface electrode were coated with the polymer poly-(ether allyl p-benzenesulfonic), an anionic film with good chemical and mechanic stability that can undergoes ion exchange of ions H+ by metallic cations. This film is prepared by anodic oxidation of the monomer using voltammetric cycles, producing a cation radical initiador of a chain reaction polymerization. Cooper and iron metals are incorporated in the polymer by ion exchange/ electrochemical reduction; the ME were dipped in saturated solution of cooper or iron salt to produce the ion exchange. The ions are then electrochemically reduced. The preparation of mixed MEs is carried out by electrolessly deposidated Ni, Pd or Pt. This methodology use NaH2PO2, to reduce the metal ions. This procedure deposits Ni, Pd and Pt in the surface of Cu or Fe MEs with an expected higher superficial area. The mixed Cu/Ni, Cu/Pd, Cu/Pt, Fe/Ni, Fe/Pd e Fe/Pt MEs were prepared. The characterization of the MEs metals was made indirectly by electrochemically hydrogen generation from an acid solution (HG) and directly by SEM-EDX and Ray X Diffraction analysis. The metallic deposition process was investigated by open circuit during the deposition of nobles metals that indicate the occurrence of electroless deposition (EMD) process in some cases or spontaneous displacement reaction (galvanic deposition - GD) in others. Despite the two mechanisms related above, a catalytic process would occur. To rut in evidence this third process Ni, Pd and Pt MEs were prepared by two methods: ion exchange/electrochemical reduction and ion exchange/chemical reduction catalyzed by the film. The resulting MEs were characterized by HG and spectroscopy in the UV/Vis. For this last analysis, p-toluenossulfonic acid was used as model and the results proved the catalytic mechanism. UV spectroscopy analysis showed strong bonds between the p-toluenossulfonic and the noble metal salts. So particles of noble metals can be deposited not only by EMD or GD but in all cases occur the deposition by film catalysis too. The reactivity of mixed MEs was done by kinetic study, where ECH of some organic substrates were carried out and monitored by UV/Vis spectroscopy. The constant rate (k) of the reactions was calculated and compared with the others mixed MEs. The ks of this ME were compared with the ks of other Pt MEs, already studied. The more reactive of them was the Cu/Pt ME.

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