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Previous issue date: 2018-06-08 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / Monolithic polymers can be defined as continuous porous polymers,
synthesized in situ in a mold. These materials have been used in chromatographic
applications due to the combination of high surface area with excellent permeability
and mass transport properties.
In this work, monolithic polymers based on styrene and divinylbenzene were
synthesized by thermal initiation via bulk polymerization in the presence of different
diluents; and via high internal phase emulsion polymerization in presence and
absence of toluene as diluent.
The monoliths produced via bulk polymerization, which were synthesized in
the presence of binary mixtures tetrahydrofuran/decanol and toluene/decanol as
polymerization diluents in the ratio 15:85 (v/v) showed mechanical resistance to be
applied as extractive phases. Both formulations produced polymers with
macroporous characteristics and the tetrahydrofuran/decanol mixture presented
larger channels, resulting in higher permeability, in this way it was used as extraction
phase for the technique of preparation of samples based on a device of sorptive
extraction of micropipette tip (DPX) applied to the determination of triazines in water
samples. Under optimized conditions the absolute recovery for the triazines varied
from 28 to 64%.
The monoliths produced by high internal phase emulsion polymerization
showed macroporosity. We have found that the effect of the solvent is more
significant for the increase in surface area and the volume and mean diameter of
pores than the effect of the reduction of these by the increase in velocity. With this,
the monolith prepared in the presence of toluene at a speed of 3000 rpm obtained a
larger surface area and a larger volume and pore diameter, resulting in a higher
permeability. The surface of this monolith was modified with polypyrrole, to verify this
film on the selectivity of the resulting phase. When submitted to the extraction
process using solid phase extraction devices (SPE), the monolith covered with PPY
films presented better extraction efficiency and its parameters were optimized for
determination of triazines in water samples by the SPE/LC-UV method (SPE/high
performance liquid chromatography with UV-vis detection). According to the figures
of merit evaluated, the proposed SPE/LC-UV method presented linearity in the
concentration range of 0.5-50 ng.mL-1
and absolute recovery of 75 to 105%, with
precision demonstrated by the coefficient of variation lower than 15%. The limit of
quantification of the method was 0.5 ng.mL-1
for all the analytes.
Thus, it was possible to develop new low-cost monolithic phases with chemical
and mechanical resistance and physicochemical characteristics suitable for use as
extractive phase in the miniaturized technique of preparation of DPX samples, as
well as SPE. The developed phases were evaluated for the determination of triazines
in water samples with adequate selectivity and sensitivity. Based on the results, the
developed phases present themselves as promising alternative to the commercial
extractive phases. / Os polímeros monolíticos podem ser definidos como polímeros contínuos
altamente porosos, sintetizados in situ em um molde. Esses materiais têm sido
empregados em aplicações cromatográficas devido a combinação de alta área
superficial com excelentes propriedades de permeabilidade e transporte de massa.
Nesse trabalho, polímeros monolíticos a base de estireno e divinilbenzeno
foram sintetizados por iniciação térmica, via polimerização em massa na presença
de diferentes diluentes; e via polimerização em emulsão de alta fase interna, na
presença e na ausência de tolueno como diluente.
Os monolitos produzidos via polimerização em massa, que foram sintetizados
na presença das misturas binárias tetrahidrofurano/decanol e tolueno/decanol como
diluentes de polimerização na proporção 15:85 (v/v) apresentaram resistência
mecânica para serem aplicados como fases extratoras. Ambas as formulações
produziram polímeros com característica macroporosa e a mistura
tetrahidrofurano/decanol apresentou canais maiores, resultando em menor
resistência à vazão, desta forma este foi utilizado como fase extratora para técnica
de preparo de amostras baseada em dispositivo de extração sortiva em ponteira
(DPX) aplicado à determinação de triazinas em amostras de água. Nas condições
otimizadas a recuperação absoluta para as triazinas variou de 28 a 64%.
Para os monolitos produzidos via polimerização em emulsão de alta fase
interna, o efeito do solvente é mais significativo para o aumento da área superficial e
do volume e diâmetro médio de poros do que o efeito da redução desses pelo
aumento da velocidade de agitação. Com isso o monolito preparado na presença de
tolueno na velocidade de 3000 rpm obteve maior área superficial e maior volume e
diâmetro de poro, resultando em menor resistência à vazão e sua superfície foi
modificada com polipirrol. Quando submetidos ao processo de extração empregando
dispositivos de extração em fase sólida (SPE), o monolito recoberto com filmes de
PPY, apresentou maior eficiência de extração sendo então seus parâmetros
otimizados para determinação de triazinas em amostras de água pelo método
SPE/LC-UV (SPE/cromatografia líquida de alta eficiência com detecção UV-vis).
Segundo as figuras de mérito avaliadas o método SPE/LC-UV proposto, apresentou
linearidade na faixa de concentração de 0,5-50 ng.mL-1
e recuperação absoluta de
75 a 105 %, com precisão demonstrada pelos coeficientes de variação menores que
15%. O limite de quantificação do método foi de 0,5 ng.mL-1
para todos os analitos.
Assim sendo, foi possível desenvolver novas fases monolíticas de baixo custo
com resistência química e mecânica e características físico-químicas adequadas
para emprego como fase extratora em técnica miniaturizada de preparo de amostras
DPX, assim como em SPE. As fases desenvolvidas foram avaliadas para
determinação de triazinas em amostras de água apresentando seletividade e
sensibilidade adequada. Com base nos resultados, as fases desenvolvidas
apresentam se como promissora alternativa às fases extratoras comerciais.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/8598 |
| Date | 08 June 2018 |
| Creators | Soares, Francielle Queiroz |
| Contributors | Rabelo, Denilson, Chaves, Andréa Rodrigues, Rabelo, Denilson, Coltro, Monise Cristina Ribeiro Casanova, Barbosa, Danns Pereira, Duarte, Gabriela Rodrigues Mendes, Colmate Junior, Flavio |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Química (IQ), UFG, Brasil, Instituto de Química - IQ (RG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 663693921325415158, 600, 600, 600, 600, 7826066743741197278, 1571700325303117195, -961409807440757778 |
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