No presente trabalho estão descritas a síntese e as propriedades espectroscópicas e eletroquímicas da meso-{tetrakis-(3-piridilpentacianoferrato)} porfirinato e dos materiais do tipo Azul da Prússia, obtidos pela reação de \"auto-formação\" da nova porfirina com íons de metais de transição. Os novos materiais foram caracterizados por espectroscopia de massa, UV -Vis, Infravermelho, Raman ressonante e Mossbauer de 57Fe, cronoamperometria, voltametria cíclica e de pulso diferencial, espectroscopia de impedância eletroquímica e espectroeletroquímica. A PPCF foi obtida através da reação do 3-TPyP com [Fe(CN)5(NH3)]3-, numa mistura de 2,2,2- trifluoroetanol/água. A porfirina supramolecular exibe propriedades características dos pentacianoferratos, tais como a alta solubilidade em água e formação de sólidos com metais de transição, como Ni2+, Zn2+ e Fe3+. Os resultados espectroscópicos e eletroquímicos confirmaram a coordenação de grupos pentacianoferrato aos resíduos piridínicos da 3-TPyP. Além disso, sugerem uma maior interação por retro-doação π: entre a 3-TPyP e o complexo de ferro que no composto análogo [Fe(CN)5py]3-. Os materiais do tipo Azul da Prússia foram utilizados como modificadores de eletrodos de níquel e de pasta de carbono. O comportamento eletroquímico desses eletrodos modificados é bastante dependente da solução eletrolítica empregada. Por exemplo, ao se utilizar solução eletrolítica de NaNO3 no lugar de KNO3, os picos se tornam mais largos e menos intensos, indicando que o processo redox está sendo limitado pela difusão dos cátions hidratados no material. Filmes estáveis e bastante homogêneos da nova porfirina foram gerados galvanostaticamente (6,7 mC.cm-2 ) sobre superfícies de níquel. Os eletrodos de níquel modificados com PPCF exibem rápida fotoresposta e uma fotocorrente bastante reprodutível. / The present work describes the synthesis and spectroscopic and electrochemical properties of meso-{tetrakis-(3 pyridylpentacyanoferrate)} porphyrin (PPCF) and its Prussian Blue type materiais, obtained by self-assembly reaction between the new porphyrin and transition metal ions. The new materiais were characterized by Mass, UV -Vis, Infrared, Resonance Raman, and 57Fe Mossbauer spectroscopy, chronoamperometry, cyclic and differential pulse voltametry, electrochemical impedance spectroscopy and spectroelectrochemistry. The meso-{tetrakis-(3-pyridylpentacyanoferrate)} porphyrin (PPCF) was obtained by the reaction of 3-TPyP with [Fe(CN)5(NH3)]3--in a 2,2,2-trifluoroethanol/water solution. The supramolecular porphyrin exhibits characteristic properties of the pentacyanoferrate complexes, such as high solubility in aqueous solutions and formation of highly insoluble solids with transition metal ions, like Ni2+, Zn2 + or Fe3 +. The spectroscopic and electrochemical data indicated the coordination of the pentacyanoferrate complex to the pyridyl residues of 3-TPyP. They also suggested a stronger π back-bonding interaction between 3-TPyP and the iron complex than in the related compound [Fe(CN)5py]3--· The Prussian Blue type materiais were used as nickel and carbon paste electrodes modifiers. The electrochemical behavior is dependent of the electrolyte. For example, when NaNO3 was used instead of KNO3 the waves became broad and the intensity decreased, indicating that the charges generated in the redox reactions are compensated by the diffusion of the hydrated cation through the material. Stable and quite homogeneous films of the new porphyrin were grown galvanostatically (6.7 mC.cm-2 ) on nickel surfaces. The PPCF nickel modified electrodes exhibited fast photoresponse and a reproducible photocurrent.

O tratamento por técnicas eletroquímicas é provavelmente uma das metodologias mais prometedoras na descontaminação de sistemas particulados, sendo capaz da remoção, total ou parcial, de contaminantes como metais pesados, radionuclídeos, orgânicos e inorgânicos. Pelo uso de uma diferença de potencial elétrico em correntes baixas aplicadas através de pares de eletrodos, os contaminantes são movidos sob a ação do campo elétrico. A extração de impurezas pelo método eletrocinético é baseada na suposição que as moléculas estejam ou sejam evoluídos para a fase liquida. O ciclo completo envolve a adsorção, o transporte, a captação, e a remoção do contaminante dos meios porosos. Neste trabalho avaliou-se o emprego da técnica de eletroosmose na remoção de fenol em meios líquidos e porosos. O fenol foi escolhido por ser um composto altamente tóxico, proveniente de refinarias de óleos, industrias de tintas e principalmente pesticidas. Para a validação do processo em escala de laboratório, foi confeccionada uma célula eletroquímica para um volume de 700 cm3, com eletrodos de titânio. A concentração de fenol utilizada para este experimento foi constante de 11 mM. Água destilada, areia, pós de vidro e solo foram classificados, caracterizados e selecionados como meios porosos experimentais. As aplicações das cargas variaram de O a 120-140-240 minutos, sendo que o mapeamento do pH indicou eletromigração de espécies em todos os sistemas. Na eletroosmose temos o arraste das moléculas de fenol em direção ao catodo simultâneo à eletrólise da água, cujas concentrações relativas de contaminante foram avaliadas por espectroscopia de UV-Vis. A montagem dispõe de um reservatório para coleta de produtos de reação em cada eletrodo sendo possível a remoção do íon fenólico migrado. O processo apresentou eficiências variando de 40% a 60% na extração, dependendo das características do meio poroso. De um modo geral a técnica apresentou-se ecologicamente viável e econômica, como procedimento de remediação de solos e sistemas particulados diversos. / The use of electrochemical techniques is probably one of most promising technology for particulate system decontamination treatments. This methodology appears as able to remove heavy metals, radionucletides and organic and inorganic contaminations. By using an electric potential difference with low currents intensities through electrodes, the contaminants in the porous medium are dragged under electric field action. The contaminant removal is base on the supposition that the impurities are in solution or elute to the liquid phase. The whole cycle involves adsorption, transport, collection and removal of contaminants from the medium. In this work it was studied the use of the electroosmosis technique for removal of phenol from porous and aqueous medium. Phenol was chose because of its high toxicity and the regularly use in oil refineries, ink industries and pesticides. To validate the process, in laboratorial scale, an electrochemical cell of 700 cm3 volume, with titanium electrodes was constructed. The phenol concentration was 11 mM. Distillated water, sand, glass powder and sample of soil were classified, characterized and selected to constitute the porous media. The charge application time varied from 120 to 140 to 240 minutes and the pH mapping showed migration effect in ali of the systems. In the electroosmosis process we have the molecules of phenol dragged towards the cathode simultaneously to the water electrolysis. The relative concentrations of phenol were evaluated by UV-Vis spectroscopy. In the experimental setup a reservoir in each electrode was assembled in order to collect the reaction products. The process efficiencies are in a range from 40% to 60%, dependent of the porous medium characteristics. In a broad sense, the technique showed feasible as an economic and ecological procedure for soil and particulate system remediation.

A utilização de eletrodos modificados com filmes de Bismuto, formados in situ, é um método prático para a determinação de metais através da pré-concentração e redissolução anódica, pois a modificação do eletrodo e a pré-concentração dos analitos são realizadas simultaneamente. O processo de fabricação de eletrodos de Au através de CD-Rs é uma alternativa barata para a confecção de eletrodos descartáveis, pois devido ao baixo custo e facilidade, com um único CD-R é possível produzir de um grande número de eletrodos possibilitando a realização de várias medições. Quando não mais apresentar o comportamento desejado, o sensor simplesmente é descartado. Tal processo é vantajoso no sentido de que após a realização da redissolução dos metais préconcentrados no eletrodo, o mesmo pode não apresentar o perfil anterior devido a uma quantidade residual de bismuto do filme remanescente no eletrodo. Devido a facilidade de produção de eletrodos de CD-R foram construídos sistemas integrados contendo os três eletrodos necessário para a célula eletroquímica através da técnica de corrosão com iodo/iodeto. Tal processo foi realizado fazendo-se a proteção das áreas dos eletrodos com toner de impressora, transferido termicamente. Após a corrosão, o toner é retirado com algodão embebido em acetonitrila. Um eletrodo de (pseudo) referência (Ag/AgCl KCl 0,1 mol L-1) foi incorporado ao sistema através da eletrodeposição de Ag sobre um dos três eletrodos de Au e posterior reoxidação de uma porção da Ag eletrodepositada em meio contendo íons cloreto para a formação de AgCl. Tal sistema apresentou uma boa repetibilidade de medidas de voltametria de onda quadrada realizadas após a pré-concentração sobre filmes de Bi formado in situ em soluções de Pb e Cd a uma concentração de 2,0x10-6 mol L-1. A concentração de Bi3+ utilizado para a formação do filme foi de 1,0x10-4 mol L-1. O estudo da concentração dos íons Bi3+ utilizado para a formação do filme mostrou-se um parâmetro que afeta crucialmente o formato das curvas analíticas para ambos os metais Cd e Pb, apresentando variações na sensibilidade do método para ambos os metais e dificultando a determinação conjunta dos mesmos para concentrações mais baixas. A quantificação destes metais foi realizada em amostras de urina e de combustíveis como óleo Diesel e Biodiesel através do método de adição de padrões, os quais se apresentaram em faixas a nível de traços (µg.L-1). / The use of in situ Bismuth film modified electrodes is a practice method for the determination of metals by a preconcentration and anodic stripping, because the modification of electrode and preconcentration of analites in made simultaneously. The Au electrode manufacturing by CD-Rs is a cheap alternative method to build disposable electrodes, due the low cost and easily, with a unique CD-R is possible the production of a great number of electrodes whose possibility the realization of many measurements. When the preview behavior is anymore observed, the sensor is just discarded. This process is advantageous in the sense of after the stripping step, in which the pre-concentrated metals is getting out the electrode, the same cannot represent itself as the beginning profile, due a residual quantity of bismuth in the film remainder in the electrode. Because the easily of production of CD-R electrodes were made array of Au electrodes containing three electrodes, necessarily to electrochemistry cell, by the etching technique with iodide/iodine. This process was made using the protection of electrodes area with laser printer ink, by the thermal transference. After the etching, the toner ink is removed with swab cotton, absorbed in acetonitrile. A pseudo reference electrode (Ag/AgCl KCl 0,1 mol L-1) was incorporated to the system by electrodepositing of a Ag film on one of the three Au electrodes and following the reoxidation of a portion of Ag in a medium containing clorine ions to the formation of Ag/AgCl. The system show a good repeatability of square-wave voltammetry measures carry out through the preconcentration on Bi film formed in situ of Pb and Cd in a concentration of 2,0x10-6 mol L-1. The concentration of Bi3+ utilized to formation of in situ film was 1x10-4 mol L-1. The study of Bi3+ ions concentration shows that the same is an important parameter who affects crucially the format of analytical curves for both metals Cd e Pb, presenting variations in the sensibility of method for both metals and difficulting the simultaneous determination of these metals for lower concentrations. The quantification of theses metals was realized in urine and fuel oils, as Diesel oil and Biodiesel samples by the standard-addition method, whose was found in traces level concentration (&#181g L-1)

Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2017-04-04T13:23:13Z No. of bitstreams: 1 AleffCruzdeCastro.pdf: 1452660 bytes, checksum: 8c8c4baa89c5a3373105fcb0cd29e65c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-04T13:23:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AleffCruzdeCastro.pdf: 1452660 bytes, checksum: 8c8c4baa89c5a3373105fcb0cd29e65c (MD5) Previous issue date: 2017-03-06 / CNPq, FAPEMA, CAPES, FSADU / Zeolites are microporous inorganic materials with a variety of applications in several areas of science and engineering. Their physical and chemical properties are attributed to the large internal surface area, and the chemical and hydrothermal stability, which are induced by the existence of well defined channels and/or cavities. These structural characteristics promote the use of zeolites as catalysts, molecular sieves, ion exchangers and, more recently, as electrochemical sensors. Taking in consideration these premises, this work describes the development of an electrochemical sensor obtained from the modification of the polyurethane graphite composite electrode with NiAlPO-5, a nickel-modified AFI aluminophosphate, and its application for determination of Cu2+ in ethanol biofuel. The synthesis of the aluminophosphates were conducted by the hydrothermal method and the obtained materials were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, 31P nuclear magnetic resonance and UV-Vis and infrared spectroscopy. After synthesis and characterization, materials were used as modifiers (10%) in GPU electrodes in order to compare the performance of the unmodified and modified electrodes by Square Wave Anodic Stripping Voltammetry. The results showed that the incorporation of Ni to the material structure promotes an improvement in the electrical properties and analytical properties of the electrode. The analytical response of the sensor in the copper ion determination showed that the NiAlPO-5 electrode is more sensitive in terms of peak current than the electrolyte based on AlPO-5 only. The best response was obtained with the Ni/Al ratio of 0.5 on the NiAlPO-5 sensor. The experimental conditions of potential and deposition time, pulse amplitude, step potential, frequency and pH were optimized in an electrochemical cell containing 2 mL of ethanol, 8 mL of HCl 0.1 mol L-1 and Cu2+ concentration of 2.5×10-7 mol L-1. GPU/NiAlPO-5 modified sensor was then evaluated for electroanalytical determination of Cu2+ in ethanol biofuel samples presenting a linear response for Cu2+. Good results were obtained for the limit of detection (9.44×10-9 mol L-1), accuracy (recovery of 115%) and precision (RSD of 5.92%). / As zeólitas são materiais inorgânicos microporosos que apresentam uma grande variedade de aplicações em diversas áreas das ciências e engenharias. Suas propriedades físicas e químicas são atribuídas à grande área superficial interna e à estabilidade química e hidrotérmica, as quais são induzidas pela existência de canais e/ou cavidades bem definidos, tornando possível a sua utilização como catalisadores, peneiras moleculares, trocadores iônicos e, mais recentemente, como sensores eletroquímicos. Com base nisto, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sensor eletroquímico obtido a partir da modificação do eletrodo compósito de grafite poliuretana com NiAlPO-5, um aluminofosfato de estrutura AFI modificado com níquel, e sua aplicação na determinação de Cu2+ em amostras de etanol combustível. Os aluminofosfatos foram sintetizados através do método hidrotérmico e caracterizados por difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, ressonância magnética nuclear de 31P e espectroscopia de UV-Vis e de infravermelho. Os materiais obtidos foram, então, utilizados como modificadores na proporção de 10% em eletrodos GPU, a fim de realizar-se uma comparação entre os eletrodos sem modificação e modificados com AlPO-5 e NiAlPO-5 mediante a utilização da técnica de voltametria de redissolução anódica com varredura de onda quadrada e o método de adição padrão. Os resultados mostraram que a incorporação do Ni à estrutura do material promove uma melhora nas propriedades elétricas e analíticas do eletrodo. A resposta analítica do sensor na determinação do íon Cu2+, mostrou que o eletrodo NiAlPO-5 é mais sensível, em termos de corrente de pico, que o eletrodo baseado apenas em AlPO-5. A melhor resposta foi obtida com a razão Ni/Al de 0,5 no sensor NiAlPO-5. As condições experimentais, potencial e tempo de deposição, amplitude de pulso, potencial de escada, frequência e pH foram otimizadas em uma célula eletroquímica contendo 2 mL de etanol, 8 mL de HCl 0,1 mol L-1 e uma concentração de Cu2+ de 2,5×10-7 mol L-1. O sensor modificado com NiAlPO-5 foi então avaliado para determinação eletroanalítica de Cu2+ em amostras de etanol combustível apresentando resposta linear para Cu2+. Bons resultados foram obtidos para o limite de detecção (9,44×10-9 mol L-1), limite de quantificação (3,15 x10-8 mol L-1), recuperação (115%) e precisão (5,92%).

Os eletrodos a base de SnO2 apresentam um elevado sobrepotencial para a reação de geração do oxigênio, boa resistência à corrosão e têm um custo relativamente baixo. Devido a essas características, os mesmos têm uma aplicação potencial como anodos para a destruição eletroquímica de poluentes orgânicos. Entretanto, o tempo de vida útil desses eletrodos é bastante limitado, devido a fenômenos de corrosão da camada que ocorrem durante a polarização anódica. Portanto, o conhecimento das características físico-químicas de tais eletrodos é fundamental para o desenvolvimento de anodos a base de SnO2 com maior estabilidade eletroquímica. Este trabalho tratou do estudo eletroquímico dos eletrodos a base de SnO2-SbOx, depositados termicamente sobre titânio, em meio de H2SO4 0,5 M. Tratou também, do estudo da eletro-oxidação do íon cianeto empregando esses eletrodos de filmes suportados. As características eletroquímicas e físicas do eletrodo de SnO2-SbOx, contendo ou não RuO2 foram estudadas através de voltametria cíclica (VC), tempo de vida útil e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e análise da superfície por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por dispersão de energia por raios-X (EDX) e difratometria de raios-X. Os voltamogramas cíclicos obtidos com os eletrodos de SnO2 e SnO2-RuO2(x), onde x = 30, 5, 1 e 0,4% mostraram que o potencial de oxidação da água, diminui bastante com o aumento de RuO2 no eletrodo. Os ensaios de tempo de vida, aplicando uma corrente de 10 mA cm-2 no eletrodo. mostraram que no SnO2, o potencial inicial é de 3 V e depois de 1 hora aumenta rapidamente para 5 V. No eletrodo de SnO2-RuO2(1%), o potencial também começa em 3 V, mas a vida útil termina após 20 horas, enquanto que no SnO2-RuO2(30%), mesmo depois deste período, o potencial ainda permanece em 1,3 V. Nos voltamogramas cíclicos do eletrodo de SnO2 e SnO2-RuO2(1%), observa-se na primeira varredura, uma grande corrente anódica que se toma muito pequena na segunda varredura. A corrente da primeira varredura é maior no eletrodo de SnO2-SbOx, e pode estar associada a oxidação do Ti do substrato. Os diagramas de impedância dos eletrodos de SnO2 e SnO2-RuO2(1%) obtidos nos potenciais de repouso e na oxidação da água, podem ser ajustados pelo mesmo circuito equivalente, cujos elementos podem ser atribuídos ao efeito da transferência de carga superficial e a um processo de difusão na camada do filme de Óxido. Os resultados mostram que no eletrodo de SnO2-RuO2(1%) as resistências do filme de óxido e de transferência de carga são menores que no SnO2. As micrografias da superfície do SnO2-SbOx, mostraram que é rugosa e consiste de aglomerados de pequenas partículas, enquanto que no SnO2-RuO2(1 %) é mais compacta. A análise quantitativa por difratometria de raios-X mostrou que no eletrodo de Ti/ SnO2-SbOx, existe um óxido com composição Sn1-xTixO2 entre a superfície do titânio e o SnO2. Com a adição de RuO2(1%), a quantidade deste óxido misto diminui de 12,9% para 5,2%. / Tin dioxide based electrodes have a high overpotential for the OER and are relatively cheap. Due to these characteristics, they have a potential application is waste water treatment as anodes for electrochemical destruction of organics and inorganics. However, the service life of such electrodes are relatively short due to corrosion of the oxide layer during electrolysis. Thus, the knowledge of the physical and electrochemical characteristic of the material is highly desirable for future development of SnO2-based anodes with a better electrochemical performance. This work reports on the electrochemical studies of SnO2-SbOx, layers thermally deposited on Ti, in 0.5 M H2SO4. This work also reports on the cyanide ion electrooxidation using those oxide anodes. The electrochemical behavior and physical characteristics of SnO2-SbOx based electrodes, with and without the addition of RuO2, were studied by means of cyclic voltammetry, service life measurements, electrochemical irnpedance spectroscopy, scanning electron microscopy, EDX and X-rays diffraction. The resulting cyclic voltammograms obtained using SnO2-SbOx, and SnO2-SbOx-RuO2(x), x = 30, 5, 1 and 0.4 %) showed that the OER overpotential decreased with the addition of RuO2. Service life studies, evaluated by the application of a constant current of 10 mAcm-2 to the electrodes revealed that the potential of a SnO2 electrode after 1 hour departed fom its initial value, 3 V, reaching a value of 5 V elapsed 7 hours. Using a SnO2-RuO2 (1 %) electrode, the potential remained constant at 3.0 V for 10 hours and increased slowly afterwards. However, addition of 30% RuO2 to the oxide film resulted in a decrease in the electrode potential to 1.3 V, which remained constant for at least 8 hours. Repetitive triangular potential voltammetry applied to the SnO2 electrode revealed that during the first potential scan appeared and anodic current, which is higher than the corresponding for the SnO2-RuO2 (1 %) electrode. This is explained in terms of the oxidation of the Ti substrate and the lesser porosity of the latter. AC I mpedance diagrams obtained for the Ti/ SnO2-SbOx and Ti/ SnO2-SbOx-RuO2 electrodes at the rest potential and at a potential in the OER region can be explained by a single equivalent circuit containing tvm elements in series. These elements being attributed to the effect of the surface charge transfer and an effect of the difíusion process in the tin oxide layer. The results showed that the charge transfer resistance and the resistance of the oxide film are lower in the containing Ruo2 oxide film. Surface analysis of the electrodes Ti/ SnO2-SbOx, revealed that they are relatively porous and formed by clusters of small particles, while the Ti/SnO2-SbOx-RuO2 (1 %) film is more compact. X-rays diffraction analysis showed that a Sn1-xTixO2 oxide is formed on the Ti/SnO2-SbOx, electrode. With the addition of 1% RuO2 the percentage of that oxide decreased from 12.9 to 5.2 %. An explanation to this fact is given.

Desde a descoberta dos nanotubos de carbono, tem sido grande o interesse em explorar suas aplicações, e uma delas é a modificação de eletrodos. Muitos trabalhos ilustram as vantagens da aplicação de eletrodos de carbono vítreo modificados com nanotubos de carbono e enzimas. Estes sistemas apresentam resposta amperométrica elevada, com diminuição nos potencias de oxidação ou redução do substrato ou produto enzimático, eliminando a resposta de interferentes. Apresentam bons limites de detecção, melhoras na sensibilidade e estabilidade à medida que oferecem um microambiente favorável à atividade da enzima. Todas estas vantagens tornam interessante o emprego de tais biossensores no monitoramento de pesticidas. Diante da escassez de trabalhos que descrevem esta aplicação, neste trabalho, objetivou-se explorá-la, com ganho em sensibilidade pelo uso dos nanotubos de carbono e em seletividade pelo uso das enzimas. Neste trabalho foi desenvolvido um nanobiossensor para a determinação de carbaril em amostras de tomate. Para isto, os nanotubos de carbono utilizados foram tratados quimicamente e em seguida caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão. O eletrodo de carbono vítreo modificado com nanotubos de carbono foi caracterizado eletroquimicamente e por microscopia eletrônica de varredura. A enzima acetilcolinesterase utilizada teve sua atividade catalítica enzimática determinada pelo método espectrofotométrico. O nanobiossensor teve seus parâmetros de operação otimizados e foi utilizado na determinação de carbaril em amostras de tomate. A avaliação de reprodutibilidade de preparação do nanobiossensor apresentou desvio padrão relativo de 4,02%. Os desvios padrão relativos para a repetibilidade e reprodutibilidade de medidas são, respectivamente, 1,18 e 3,27%. Duas amostras de tomate foram dopadas com 0,500 µmol L-1 e 6,00 µmol L-1 de carbaril, e as respectivas recuperações foram de 96,00 e 95,08%. Os limites de detecção e quantificação obtidos com o nanobiossensor foram LD = 8,96 nmol L-1 e LQ = 29,9 nmol L-1. / Since the discovery of carbon nanotubes, a great interest in exploring their applications has raised, being one of those the modification of electrodes. Many works has shown the advantages of applying glassy carbon electrodes modified with carbon nanotubes and enzymes. These systems present elevated amperometric response with decreased potentials of oxidation or reduction of either the substract or the enzymatic product, eliminating the response of interferences as well. Moreover, these systems present good detection limits, as well as sensibility and stability improvements in consequence of a favorable microenvironment for the enzyme action. All these advantages make interesting the employment of such biosensors in pesticides monitoring. Due to the scarcity of works describing this kind of application, the aim of this work is its exploration, focusing on sensibility increasing caused by the use of carbon nanotubes, as well as selectivity increasing caused by the use of enzymes. In this work a nanobiosensor was developed to carbaryl determination in tomato samples. For this, the employed carbon nanotubes were chemically treated before their characterization by transmission electron microscopy. The glassy carbon electrode modified with carbon nanotubes was characterized both electrochemically and by scan electron microscopy. The employed acetylcholinesterase enzyme had its enzymatic activity measured by spectrophotometric means. The nanobiosensor had its operational parameters optimized and it was employed in the determination of carbaryl in tomato samples. The reproducibility of the nanobiosensor preparation was 4.02%. The relative standard deviation for the repeatability and reproducibility were, respectively, 1.18 and 3.27%. Two tomato samples were spiked with 0.500 µmol L-1 and 6.00 µmol L-1 of carbaryl, and their respective recoveries were 96.00 and 95.08%. The detection and quantitation limits obtained with the developed nanobiosensor were, respectively, 8.96 and 29.9 nmol L-1.

O presente trabalho visou a construção e avaliação de eletrodos de membrana sólida cristalina seletivos a cobre e prata. Obteve-se o sulfeto de prata, material eletroativo usado na preparação de membranas seletivas a íons Ag+, por precipitação com gás sulfídrico em meio ácido. Eletrodos com membranas de 1,0 e 0,50 mm de espessura apresentaram respectivamente limites nernstianos de 10-4 e 10-5 Mol.L-1 e precisão de ± 0,1 e 1 mV nas leituras de potencial. Os sulfetos de cobre e prata, usados na preparação de membranas seletivas para determinação de cobre, foram obtidos por precipitação simultânea com gás sulfídrico, tioacetamida em meio ácido e tiouréia em meio amoniacal. Difratogramas de Raios X revelaram que o material obtido com tiouréia corresponde ao sulfeto ternário, Cu2S.3Ag2S ou Ag1,55Cu0,45S, responsável pela resposta seletiva do sensor em soluções de Cu2+. O eletrodo construído a partir deste sulfeto, onde o cobre aparece no estado monovalente, apresentou limite nernstiano da ordem de10-7Mol.L-1, fornecendo resultados satisfatórios na determinação deste metal em amostras de aguardente e álcool. Cálculos termodinâmicos mostraram que quando membrana é constituída de CuS, um contacto elétrico efetuado através de cobre ou prata é instável, uma vez que ocorre a formação de Cu2S. Os resultados experimentais conduziram a um novo modelo para explicar o mecanismo de resposta do eletrodo, o qual se baseia na reação: Cu2S (memb) + Cu2+ (sol) ↔ CuS (memb) + 2 Cu + (sol). A atividade de Cu+ na interface eletrodo / solução é controlada pela atividade de Cu2+ nas soluções de medida, de modo que o sensor funciona como um eletrodo de Cu2S/CuS em contacto com o sistema Cu2+/Cu+. / Present work deals with the assembling and testing of solid membrane electrodes for copper and silver. The silver sulphide used to prepare the membrane selective to Ag+ was precipitated with hydrogen sulphide in acidic medium. Electrodes 1,0 and 0,50 mm thick present Nernstian limits of 10-4 and 10-5 Mol.L-1 order with a ± 0,1 and 1 mV respectively. A mixture of silver sulphide and copper sulphides were used for the copper (II) selective electrode. This solid was prepared from Cu2+ and Ag+ in the same solution with hydrogen sulphide or thioacetamide both in acid medium and with thiourea in ammoniacal medium. X-Ray diffractograms shows that the solid prepared from thiourea solutions presents significant contribution of jalpaite Ag1,55Cu0, 45S (in fact Cu2S.3Ag2S). An important finding was the presence of copper (I) in the matrix and this has been also found to the responsible for the higher performance of this electrode with a limiting response to 10-7 Mol.L-1 copper (II). In fact thermodinamic calculation has show instability of a contact of Ag or Cu with CuS solid, as Cu2S must be formed in any case. On this basis, the theory of the electrode is based in the following reaction which takes place on the electrode surface: Cu2S (memb) +CU2+ (sol) ↔ CuS (memb) + 2 Cu+(aq) K = 10-13 M. On this basis the Cu+ activity at the electrode / solution interface is controled by the activity of Cu2+ of the solution and the Cu2+/ Cu+ system in contact with the solid matrix is defined.

A utilização de eletrodos modificados com filmes de Bismuto, formados in situ, é um método prático para a determinação de metais através da pré-concentração e redissolução anódica, pois a modificação do eletrodo e a pré-concentração dos analitos são realizadas simultaneamente. O processo de fabricação de eletrodos de Au através de CD-Rs é uma alternativa barata para a confecção de eletrodos descartáveis, pois devido ao baixo custo e facilidade, com um único CD-R é possível produzir de um grande número de eletrodos possibilitando a realização de várias medições. Quando não mais apresentar o comportamento desejado, o sensor simplesmente é descartado. Tal processo é vantajoso no sentido de que após a realização da redissolução dos metais préconcentrados no eletrodo, o mesmo pode não apresentar o perfil anterior devido a uma quantidade residual de bismuto do filme remanescente no eletrodo. Devido a facilidade de produção de eletrodos de CD-R foram construídos sistemas integrados contendo os três eletrodos necessário para a célula eletroquímica através da técnica de corrosão com iodo/iodeto. Tal processo foi realizado fazendo-se a proteção das áreas dos eletrodos com toner de impressora, transferido termicamente. Após a corrosão, o toner é retirado com algodão embebido em acetonitrila. Um eletrodo de (pseudo) referência (Ag/AgCl KCl 0,1 mol L-1) foi incorporado ao sistema através da eletrodeposição de Ag sobre um dos três eletrodos de Au e posterior reoxidação de uma porção da Ag eletrodepositada em meio contendo íons cloreto para a formação de AgCl. Tal sistema apresentou uma boa repetibilidade de medidas de voltametria de onda quadrada realizadas após a pré-concentração sobre filmes de Bi formado in situ em soluções de Pb e Cd a uma concentração de 2,0x10-6 mol L-1. A concentração de Bi3+ utilizado para a formação do filme foi de 1,0x10-4 mol L-1. O estudo da concentração dos íons Bi3+ utilizado para a formação do filme mostrou-se um parâmetro que afeta crucialmente o formato das curvas analíticas para ambos os metais Cd e Pb, apresentando variações na sensibilidade do método para ambos os metais e dificultando a determinação conjunta dos mesmos para concentrações mais baixas. A quantificação destes metais foi realizada em amostras de urina e de combustíveis como óleo Diesel e Biodiesel através do método de adição de padrões, os quais se apresentaram em faixas a nível de traços (µg.L-1). / The use of in situ Bismuth film modified electrodes is a practice method for the determination of metals by a preconcentration and anodic stripping, because the modification of electrode and preconcentration of analites in made simultaneously. The Au electrode manufacturing by CD-Rs is a cheap alternative method to build disposable electrodes, due the low cost and easily, with a unique CD-R is possible the production of a great number of electrodes whose possibility the realization of many measurements. When the preview behavior is anymore observed, the sensor is just discarded. This process is advantageous in the sense of after the stripping step, in which the pre-concentrated metals is getting out the electrode, the same cannot represent itself as the beginning profile, due a residual quantity of bismuth in the film remainder in the electrode. Because the easily of production of CD-R electrodes were made array of Au electrodes containing three electrodes, necessarily to electrochemistry cell, by the etching technique with iodide/iodine. This process was made using the protection of electrodes area with laser printer ink, by the thermal transference. After the etching, the toner ink is removed with swab cotton, absorbed in acetonitrile. A pseudo reference electrode (Ag/AgCl KCl 0,1 mol L-1) was incorporated to the system by electrodepositing of a Ag film on one of the three Au electrodes and following the reoxidation of a portion of Ag in a medium containing clorine ions to the formation of Ag/AgCl. The system show a good repeatability of square-wave voltammetry measures carry out through the preconcentration on Bi film formed in situ of Pb and Cd in a concentration of 2,0x10-6 mol L-1. The concentration of Bi3+ utilized to formation of in situ film was 1x10-4 mol L-1. The study of Bi3+ ions concentration shows that the same is an important parameter who affects crucially the format of analytical curves for both metals Cd e Pb, presenting variations in the sensibility of method for both metals and difficulting the simultaneous determination of these metals for lower concentrations. The quantification of theses metals was realized in urine and fuel oils, as Diesel oil and Biodiesel samples by the standard-addition method, whose was found in traces level concentration (&#181g L-1)

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-20T14:16:36Z No. of bitstreams: 1 DEYDEBY ILLAN DOS SANTOS PEREIRA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2015.pdf: 1980068 bytes, checksum: 34bbeba76537ef3576d5c38716ffa473 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-20T14:16:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DEYDEBY ILLAN DOS SANTOS PEREIRA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2015.pdf: 1980068 bytes, checksum: 34bbeba76537ef3576d5c38716ffa473 (MD5) Previous issue date: 2015-03-17 / Capes / A produção de gases poluentes está ligada diretamente ao grande consumo dos combustíveis fósseis. O meio ambiente já vem dando sinais de desgaste, enquanto que eles continuam sendo de extrema importância para a economia global. Os danos causados pelo aquecimento global, juntamente com a crescente preocupação com a diminuição dos níveis das reservas mundiais de combustíveis fósseis e à crescente demanda global energética motivam os estudos sobre a produção de hidrogênio por ele apresentar-se com um grande vetor energético. Geralmente, os processos básicos para a produção de hidrogênio a partir de fontes primárias de energia são: a eletrólise da água; processos termoquímicos e também processos biológicos. A eletrólise, apesar de ser promissora, ainda precisa de uma quantidade considerável de energia. Por isso, pesquisas devem ser desenvolvidas para tornar o H2, de fato, um vetor energético. Foi seguindo esta perspectiva que o presente trabalho teve como objetivo avaliar um reator eletrolítico bipolar constituído por eletrodos porosos de níquel para produção de H2. No reator estudado foram utilizados eletrodos porosos compostos por placas de aço (1020 niqueladas) e esponjas porosas de níquel soldadas na área eletrolítica. Com a caraterização do reator foi constatado que ele teve um desempenho superior a um reator compostos por eletrodos de aço niquelado operando nas mesmas condições de tensão e concentração do eletrólito. O fluxo de H2 produzido nos eletrodos lisos com solução de KOH a (20 e 25) % foram (0,042 e 0,043) L/(h.cm2), respectivamente. Já o fluxo de H2 dos eletrodos porosos de níquel com solução de KOH a (20 e 25) % foram (0,087 e 0,122) L/(h.cm2), respectivamente. Com este fato foi constatado que com a mesma área eletrolítica produziu-se mais que o dobro e, praticamente, o triplo de H2 com os eletrodos porosos de níquel operando com solução de KOH a (20 e 25) %, respectivamente, em massa, como eletrólito. Este desempenho provocou uma economia de até 46,69 % na energia consumida para produzir 1,0 m3 de H2. Diante dos resultados obtidos com o reator, o eletrodo poroso de níquel mostrou ser excelente para ser empregado no processo de produção de hidrogênio por torná-lo mais eficaz e viável. / The production of gaseous pollutants is linked directly to the large consumption of fossil fuels. The environment is already showing signs of wear, while they are still being extremely important for the global economy. The damage caused by global warming, along with the growing concern about the decreased levels of world reserves of fossil fuels and the growing demand energetic global, motivate studies on the production of hydrogen by him introduce yourself how with a large energy vector. Generally, the basic processes for producing hydrogen from the primary energy sources are: the electrolysis of water; thermochemical processes and also biological processes. The electrolysis; despite being promising; still needs a considerable amount of energy. That is why; researches should be developed to make the H2, indeed, an energy vector. Was following this perspective that the present work aimed to evaluate a bipolar electrolytic reactor composed by electrodes porous the nickel for H2 production. On the reactor studied were used porous electrodes compounds steel of plates (nickel-1020) and sponges porous of nickel welded in the electrolyte area. With the characterization of the reactor was found that he had a superior performance at a reactor composed of steel electrodes nickel plated operating under the same conditions of tension and concentration of the electrolyte. The H2 flow produced in flat electrodes with KOH solution (20 and 25) % were (0,042 and 0,043) L/(h.cm2), respectively. Already the H2 flow of the nickel porous electrode with solution of KOH (20 and 25) % were (0,087 and 0,122) L/(h.cm2), respectively. With this fact it was found that with the same electrolytic area was produced more than the dobro and, practically; triple the H2 with electrodes porous of nickel operating with KOH solution (20 and 25) %; respectively; by mass; as electrolyte. This performance led to savings of up to 46,69 % in energy consumed to produce 1,0 m3 of H2. Based on the results with the reactor, the electrode porous of nickel was shown to be excellent to be employed in the hydrogen production process by making it more effective and viable.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The present study is a contribution for the electrochemical determination of the thiocompounds in aqueous solutions. The performance of different electrode surfaces as well as the introduction of modifiers in the electrolyte was evaluated. The electrodes used in this work were the hanging mercury drop electrode (HMDE), silver, gold, the amalgam-Ag/Hg and the carbon paste electrodes. Additionally, five different modifiers {o-phthalaldehyde (OPA), 5,5´-ditiobis(2-nitrobenzóic acid) (DTNB), copper (II) acetylacetonate [Cu(acac)2], nitroprussiato of sodium (NPNa) and copper (II) phthalocyanine tetraamines (FCTA)} were tested. The electrochemistry methods used were differential pulse voltammetry and cyclic voltammetry. Spectrophotometric measurements were also used to evaluate the interaction between analytes and modifiers. As sulfur containing compounds the thiotriazines, thiolcarbamates, cysteine, ethilenethiourea (ETU), ethanethiol and sulfide were investigated. The determination of thiotriazines was possible with Hg, Au, Ag/Hg and Ag/HgNPNa electrodes. The best voltammetric signals were obtained with the modified electrode Ag/HgNPNa. Among the investigated thiolcarbamates, dialate and molinate were assayed with the Ag/Hg electrode. Additionally, molinate was well detected by using the HMDE as the working electrode. Among the investigated electrodes to detect cysteine, Hg (HMDE) presented the best voltammetric signals. However, it was also verified that the electrode Ag/Hg provided the largest current peaks in the cysteine assay. Similarly, to detect ethanethi, the Ag/Hg electrode showed the best results when the modifier Cu(acac)2 was in the same solution as the analyte. For the determinations of ETU, the Ag/Hg electrode showed the highest sensitivity in the alkaline media. In this case the electrode Ag/Hg is a simple alternative for the direct detection of the species in solution. Despite the high voltammetric signal obtained for sulfide ions by using the Ag electrode, the resolution was not good. Comparatively good peaks for sulfide were obtained by using Hg and Ag/Hg with Cu(acac)2 as modifiers. / O presente estudo é uma contribuição para a determinação eletroquímica de tiocompostos em soluções aquosas. Assim, uma avaliação de diferentes superfícies de reação para a determinação de compostos que possuem enxofre nas suas moléculas foi realizada. Os eletrodos utilizados neste trabalho foram o eletrodo de mercúrio de gota pendente (HMDE), de prata, de ouro, de amálgama-Ag/Hg e pasta de grafite. Além disso, cinco diferentes compostos orgânicos [o orto-ftalaldeído (OPA), o ácido 5,5`, ditiobis 2-nitrobenzóico (DTNB), o acetilacetonato de cobre (II) [Cu(acac)2], o nitroprussiato de sódio (NPNa) e a ftalocianina tetraminada de cobre (II) (FCTA)] foram testados para uso como agentes modificadores da superfície dos eletrodos. Os métodos eletroquímicos usados para desenvolver este trabalho foram a voltametria de pulso diferencial e a voltametria cíclica. Também utilizou-se a espectrofotometria de absorção molecular para avaliar a interação entre os analitos e os agentes modificadores. Dentre os compostos com enxofre em suas estruturas, foram analisadas as espécies: herbicidas da classe das tiotriazinas, herbicidas da classe dos iolcarbamatos, cisteína, etilenotiuréia (ETU), etanotiol e sulfeto. A determinação dos herbicidas da classe das tiotriazinas pôde ser feita com os eletrodos de Hg, Au, Ag/Hg e Ag/HgNPNa, sendo que o maior sinal voltamétrico foi encontrado com o eletrodo modificado Ag/HgNPNa. Dos tiolcarbamatos investigados, o dialato e molinato foram determinados com o eletrodo Ag/Hg. Além disso, o molinato foi detectado com o HMDE, com sinais voltamétricos de boa resolução e proporcionais a concentração da espécie em solução. Dentre as superfícies que se observou reação eletródica com a cisteína, o Hg (HMDE) apresentou sinais voltamétricos com melhor resolução, entretanto, verificou-se que o eletrodo Ag/Hg proporcionou o maior pico de corrente na determinação desta espécie que os demais eletrodos. A partir dos resultados obtidos, para a determinação do etanotiol, verificou-se a alta sensibilidade do eletrodo compósito Cgrafite/Cu(acac)2 em que o sinal de corrente foi visivelmente superior aos encontrados com os demais eletrodos. Os resultados obtidos com o Ag/Hg com Cu(acac)2 em solução, também foram muito bons, em que o valor da corrente foi de duas vezes o valor encontrado com o Ag/Hg. Para as determinações feitas neste estudo com a ETU, o eletrodo que se mostrou mais sensível para este estudo, foi o Ag/Hg em pH alcalino. Neste caso o eletrodo Ag/Hg se mostra uma alternativa simples e de fácil obtenção para reação direta da espécie em solução. Apesar do eletrodo de Ag apresentar maior sinal voltamétrico na detecção do sulfeto, a resolução dos sinais obtidos é muito ruim comparativamente com os sinais obtidos com o Hg e Ag/Hg com Cu(acac)2. Além disso, o sinal do sulfeto com o Ag/Hg com Cu(acac)2 tem boa resolução e foi cinco vezes maior que o sinal encontrado com o Ag/Hg simplesmente. Com estes dados, fica evidente a interação do Cu(acac)2 com espécies sulfuradas, podendo ser sugerido como agente modificador na detecção destes compostos.