Orientador: Yoshitaka Gushikem / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T16:56:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Canevari_ThiagodaCruz_D.pdf: 2821542 bytes, checksum: 1a2c7ff35fcd8e34d5867b81b4bb960b (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo sintetizar e caracterizar três materiais diferentes obtidos pelo processo sol-gel: SiO2/SnO2, SiO2/SnO2/Sb2O5 e o filme de Nb2O5 formado sobre a superfície do material cerâmico SiO2/C e utilizá-los como matriz no desenvolvimento de sensores eletroquímicos. O óxido misto, SiO2/SnO2, foi sintetizado utilizando como fonte de SnO2, SnCl4.5H2O, utilizando diferentes catalisadores ácidos HCl e HF (F-). As diferenças estruturais e morfológicas apresentadas pelos óxidos mistos, SiO2/SnO2, em virtude do uso de diferentes catalisadores ácidos, foram investigadas por meio das isotermas de adsorção/dessorção de N2, espectroscopia de fluorescência de raios X, difração de raios X, espectroscopia na região do infravermelho, microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS), medidas de condutividade elétrica e medidas eletroquímicas visando a utilização destes óxidos mistos como matriz suporte para desenvolvimento de sensores eletroquímicos. O material, SiO2/SnO2/Sb2O5, foi obtido por meio da incorporação do Sb2O5 sobre a superfície do óxido misto, SiO2/SnO2, previamente sintetizado utilizando como fonte de SnO2, o dibutildiacetato de estanho. Este recobrimento foi realizado utilizando, CH2Cl2 seco, em atmosfera inerte, pela técnica de "Enxerto¿. O material, SiO2/SnO2/Sb2O5, foi caracterizado por meio da isoterma de adsorção/dessorção de N2, espectroscopia de fluorescência de raios X, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS). Sobre este material foi imobilizado o corante catiônico, azul de meldola, no qual foi preparado um eletrodo de disco rígido com objetivo de estudar a eletrooxidação do cofator NADH utilizando as técnicas de voltametria cíclica e cronoamperometria visando o desenvolvimento de um biossensor eletroquímico. A formação do filme de Nb2O5 sobre a superfície do material carbono cerâmico SiO2/C, utilizando a técnica de spin-coating, foi realizado após o material SiO2/C ser sintetizado utilizando o processo sol-gel. O filme de Nb2O5 preparado foi caracterizado utilizando a técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS). Com este material foi preparado um eletrodo de disco rígido com objetivo de estudar a eletrooxidação dos isômeros fenólicos, hidroquinona e catecol na presença de resorcinol utilizando a técnica de voltametria de pulso diferencial / Abstract: This work describes the synthesis and characterization of three different materials: SiO2/SnO2, SiO2/SnO2/Sb2O5 and the film of Nb2O5 formed on the surface of the ceramic material SiO2/C obtained by sol-gel process and to use them as matrix in the development of electrochemical sensors. The mixed oxides, SiO2/SnO2, were synthesized using as source of SnO2, SnCl4.5H2O, using different acid catalysts HCl and HF (F). The structural and morphological differences provided by mixed oxides, SiO2/SnO2, due to the use of different catalysts were evaluated by using several like area superficial BET technique, ray X fluorescence spectroscopic, ray X diffraction, IV spectroscopic, transmission electron microscopic (TEM), ray X spectroscopic photoelectron excited (XPS) and electrical conductivity and electrochemical measurements in order to use these mixed oxides as matrix support for development of electrochemical sensors. The material SiO2/SnO2/Sb2O5 was obtained by incorporation of Sb2O5 on the surface of the mixed oxide SiO2/SnO2, previously synthesized using as source of SnO2, dibutildiacetate of tin. This coating was performed using, CH2Cl2 dry, in inert atmosphere, using the technique of "Grafting." The SiO2/SnO2/Sb2O5 material was characterized using area superficial BET technique, ray X fluorescence spectroscopic, scanning electron microscopic (SEM), energy dispersive spectroscopic (EDS) and ray X spectroscopic photoelectron excited (XPS). On this material was immobilized on the cationic dye Meldola Blue, which was prepared in a rigid disk electrode to study the electrooxidation of the cofactor NADH using cyclic voltammetry and chronoamperometry technique for the development of an electrochemical biosensor. The formation of Nb2O5 film on the surface carbon ceramic material SiO2/C, using the technique of spin-coating was carried out after material for SiO2/C is synthesized using the sol-gel process. Nb2O5 film prepared was characterized using scanning electron microscopic (SEM), energy dispersive spectroscopic (EDS) and ray X spectroscopic photoelectron excited (XPS). With this material was prepared a disc rigid electrode in order to study the electrooxidation of phenolic isomers, hydroquinone and catechol in the presence of resorcinol using differential pulse voltammetry technique / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Ciências

Orientador: Yoshitaka Gushikem / Texto em inglês / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T20:29:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rahim_Abdur_D.pdf: 2383649 bytes, checksum: 98658562d78717c6e16d2a66e1d8cfa6 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho descreve as sínteses, caracterizações e as aplicações dos materiais carbono cerâmicos mesoporosos identificados como: SiO2/20wt%C (SBET= 160 mg) e SiO2/50wt%C (SBET= 170 mg), em que C corresponde ao carbono grafite. Tais materiais foram preparados através do método sol-gel e empregados como matrizes para o desenvolvimento de sensores e biosensores eletroquímicos. Imagens obtidas através da microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada com a espectrosocopia de energia dispersiva (EDS) mostraram que, com relação as resoluções utilizadas, não foram detectadas segregação de fases. Os materiais que contem 20 e 50 wt% de C apresentaram condutividades elétricas de 9,2 x 10 S cm e 0,49 S cm, respectivamente. Esses materiais foram utilizados como matrizes para suportar ftalocianinas de: cobalto (CoPc), cobre (CuPc) e manganês (MnPc), as quais foram preparadas in situ ao longo de suas superfícies de forma que fosse assegurada dispersão homogênea dos complexos eletroativos nos poros das matrizes. As densidades superficiais da ftalocianina de cobalto em ambas as superfícies da matriz foram: 0,014 mol cm e 0,015 mol cm, para os materiais contendo 20 e 50 % m/m de C, respectivamente. Foram empregados como eletrodos de trabalho pastilhas preparadas a partir dos eletrodos carbono cerâmicos, considerando-se os seguintes materiais: SiO2/C/CoPc, SiO2/C/CuPc e SiO2/C/MnPc. A técnica de XPS foi usada para determinar as proporções de Mn/Si atómicos dos materiais MnPc modificados. O material SiO2/C/CoPc foi testado como um sensor de ácido oxálico e de oxigenio, e os materiais e SiO2/C/CuPc e SiO2/C/MnPc foram testados como sensores para a dopamina e nitrito, respectivamente. Esses materiais tem se mostrado como alternativas promissoras para o desenvolvimento de sensores eletroquímicos e de biosensores, atuando como substratos robustos e versáteis para a construção de novos eletrodos carbono cerâmicos. / Abstract: This work describes the synthesis, characterization and applications of mesoporous carbon ceramic materials identified as: SiO2/20wt%C (SBET = 160 mg) and SiO2/50wt%C (SBET= 170 mg), where C represents the carbon graphite. These materials were prepared by the sol-gel method and used as support for the development of electrochemical sensors and biosensors. Images obtained by scanning electron microscopy (SEM) coupled with energy dispersive spectroscopy (EDS) showed that, within the magnification used, no phase segregation was detectable. The materials containing 20 and 50 wt% of C presented electric conductivities of 9.2×10and 0.49 S cm, respectively. These materials were used as matrices to support manganese phthalocyanines (MnPc), cobalt phthalocyanines (CoPc), and copper phthalocyanines (CuPc), prepared in situ on their surfaces, to assure homogeneous dispersion of the electroactive complex in the pores of matrices. The surface densities of cobalt phthalocyanine on both matrix surfaces were: 0.014 mol cm and 0.015 mol cm, for materials containing 20 and 50% wt% of C, respectively. The pressed disk carbon ceramic electrode: SiO2/C/MnPc, SiO2/C/CoPc, and SiO2/C/CuPc were used as working electrode. XPS was used to determine the Mn/Si atomic ratios of the MnPc-modified materials. The material SiO2/C/CoPc was tested as a sensor for oxalic acid and oxygen and the materials SiO2/C/CuPc and SiO2/C/MnPc were tested as sensors for dopamine and nitrite, respectively. These materials have shown to be promising alternative in the development of electrochemical sensors and biosensor, acting as a robust and versatile conducting substrate for the construction of new carbon ceramic electrodes. / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Ciências