Desenvolvimento e aplicação do eletrodo de folhas de grafite obtido por deposição química de vapor a pressão atmosférica para determinação eletroquímica de cafeína
dc.contributor.advisor | Santos, Elisama Vieira dos | |
dc.contributor.advisorID | https://orcid.org/0000-0003-2189-5694 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/8117747568545202 | pt_BR |
dc.contributor.author | Barros, Thalita Medeiros | |
dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0000-0003-2560-6212 | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/6764013475849701 | pt_BR |
dc.contributor.referees1 | Nascimento, Jose Heriberto Oliveira do | |
dc.contributor.referees1ID | https://orcid.org/0000-0001-6804-2854 | pt_BR |
dc.contributor.referees1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7033735079037677 | pt_BR |
dc.contributor.referees2 | Cardozo, Jussara Câmara | |
dc.contributor.referees2ID | https://orcid.org/0000-0002-1549-3042 | pt_BR |
dc.contributor.referees2Lattes | http://lattes.cnpq.br/5647948180985703 | pt_BR |
dc.contributor.referees3 | Huitle, Carlos Alberto Martinez | |
dc.contributor.referees3ID | https://orcid.org/0000-0002-6209-5426 | pt_BR |
dc.contributor.referees3Lattes | http://lattes.cnpq.br/2485073932883264 | pt_BR |
dc.contributor.referees4 | Cerro-López, Mónica | |
dc.contributor.referees4ID | https://orcid.org/0000-0002-1315-9518 | pt_BR |
dc.date.accessioned | 2024-10-16T16:10:57Z | |
dc.date.issued | 2024-02-28 | |
dc.description.abstract | Graphite-based electrochemical sensors are constantly innovated, with this in mind, in order to obtain a versatile, environmentally friendly and easy to manufacture sensor, this research involved the synthesis of micrometric graphite sheets (GS) was proposed, through the pyrolysis of toluene. The synthesis process via Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition (APCVD) applied in this work is advantageous as it does not require the use of metallic catalysts, substrates, vacuum, plasma or hydrogen flow, these being necessary when deals with traditional CVD synthesis. To characterize the GS as a working electrode, morphological and physical-chemical characterizations of the material were carried out using techniques such as: SEM, TEM, FTIR, EDS, XRD, Raman and Contact Angle. The electrochemical behavior was evaluated in the presence of different redox media, these being potassium hexacyanoferrate (III) (K4Fe(CN)6) and hexaminruthenium chloride (III), thus obtaining ∆Epic equivalent to 0.38 V and 0.16 V , respectively, when in neutral medium (KCl 0.1 M), the behavior in acidic (pH=2.0) and alkaline (pH=12.0) medium was also evaluated. The electroactive area of the GS electrode was evaluated, estimated at 0.177 cm2, with a geometric area of 0.1 cm2 . With the aim of evaluating the resistance to charge transfer, electrochemical impedance spectroscopy was performed, obtaining the Rct equivalent to 12271 Ω for the GS, and in order to compare resistance data, the Rct of 3692 Ω was obtained with the electrode conventional glassy carbon under the same conditions. Aiming to apply the GS electrode in electroanalysis, the detection and quantification of caffeine in different types of commercial drinks was carried out. The results obtained show that the GS electrode presents a linear response in a caffeine concentration range (0.68-1477.26 µM), with R2 of 0.99. The limit of detection (LOD) estimated at 0.68 µM suggests greater sensitivity than other conventional sensors, such as glassy carbon and BDD, for example. When comparing electrochemical determinations and highperformance liquid chromatography measurements, an average percentage variation of 1.2% was observed. With these results, it is possible to highlight the potential use of this sensor as an analytical, portable, reliable, low-cost and high-efficiency tool. to determine caffeine in different types of samples | pt_BR |
dc.description.embargo | 2025-09-09 | |
dc.description.resumo | Os sensores eletroquímicos a base de grafite, são amplamente aplicados nos mais diversos campos da eletroquímica, de tal modo que as inovações referentes a esse material ganham destaque no meio científico. Pensando nisso, a fim de obter um eletrodo descartável, versátil, ecologicamente correto e de baixo custo, foi proposta a síntese de filmes grafíticos em escala micrométrica por meio da pirólise do Tolueno. O processo de síntese por Deposição Química a Vapor (CVD) aplicado neste trabalho é vantajoso pois não requerem utilização de catalisadores metálicos, substratos, vácuo, plasma ou fluxo de hidrogênio, sendo esses necessários quando se trata da síntese por CVD tradicional. Com o intuito de caracterizar as micro folhas de grafite como eletrodo de trabalho, foram realizadas caracterizações morfológicas e físico-química do material através de técnicas como: Microscopia Eletrônica de Varredura, Microscopia Eletrônica de Transmissão, Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier, Espectroscopia de Raios-X por Energia Dispersiva, Difração de Raios-X, Espectroscopia Raman e Ângulo de Contato (Θ = 95,69°). Para a caracterização mais aprofundada do ponto de vista eletroquímico, foi avaliado o comportamento eletroquímico na presença de diferentes sondas redox (Hexacianoferrato (III) e Hexamin Rutênio (III)), bem como seus comportamentos nos meios neutro, alcalino e ácido. Além disso, foi avaliada a área eletroativa do eletrodo de micro folhas de grafite, estimada em 0,083 cm2. A Espectroscopia de Impedância Eletroquímica foi realizada com o objetivo de avaliar a resistência a transferência de carga que o eletrodo oferece. Visando investigar a aplicabilidade do eletrodo de micro folhas de grafite na eletroanálise, foi realizada a detecção e quantificação de cafeína em diferentes tipos de bebidas comerciais. Os resultados obtidos apontam claramente que o eletrodo de folha de grafite, apresenta uma resposta linear em uma ampla faixa de concentração da cafeína (0,68-1477,26 µM), com R2 de 0,99. O limite de detecção (LOD) estimado em 0,68 µM, o que sugere maior sensibilidade e reprodutibilidade do que outros sensores convencionais, como Carbono Vítreo, Eletrodo de Diamante dopado com Boro, por exemplo. O eletrodo descartável de folhas de grafite com baixo custo foi aplicado com sucesso na determinação de cafeína em refrigerantes, energético e chá preto, apresentando sinais de corrente bem definidos na análise de amostras reais em presença de H2SO4 0,5M como eletrólito. Ao comparar as determinações eletroquímicas e medições de cromatografia líquida de alta eficiência observou-se ausência de valores discrepantes entre ambas as técnicas, com esses resultados é possível destacar o potencial uso desse sensor como ferramenta analítica, descartável, portátil, confiável, de baixo custo e alta eficiência para determinar cafeína em diferentes tipos amostras | pt_BR |
dc.identifier.citation | BARROS, Thalita Medeiros. Desenvolvimento e aplicação do eletrodo de folhas de grafite obtido por deposição química de vapor a pressão atmosférica para determinação eletroquímica de cafeína. 2024. 95 f. Orientadora: Elisama Vieira dos Santos. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024. | pt_BR |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/60376 | |
dc.language | pt_BR | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.department | Departamento de Engenharia Química | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFRN | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Engenharia Química | pt_BR |
dc.rights | Acesso Embargado | pt_BR |
dc.subject | Eletroquímica | pt_BR |
dc.subject | Cafeína | pt_BR |
dc.subject | Caracterização de eletrodo | pt_BR |
dc.subject | Grafito | pt_BR |
dc.subject | Grafeno | pt_BR |
dc.subject | Graphite sheet | pt_BR |
dc.subject | Caffeine | pt_BR |
dc.subject | Electrode characterization, | pt_BR |
dc.subject | Soft drinks | pt_BR |
dc.title | Desenvolvimento e aplicação do eletrodo de folhas de grafite obtido por deposição química de vapor a pressão atmosférica para determinação eletroquímica de cafeína | pt_BR |
dc.type | masterThesis | pt_BR |