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Remoção e determinação em tempo real de poluentes ambientais utilizando sistema eletroquímico fotoassistido

Processo: 16/12926-3
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de setembro de 2016 - 30 de setembro de 2018
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
Pesquisador responsável:Fernando Cruz de Moraes
Beneficiário:Fernando Cruz de Moraes
Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Grafenos  Pontos quânticos  Disruptores endócrinos 

Resumo

Neste projeto é proposto o desenvolvimento de um sistema foto-eletroquímico para a remoção e monitoramento em tempo real de contaminantes ambientais em amostras de águas naturais. Tanto o sistema de remoção dos poluentes bem como o monitoramento da concentração destas substâncias será baseado em mecanismo de eletro-oxidação fotoassistida mediada por um semicondutor. Para a metodologia de remediação serão sintetizados, caracterizados e aplicados fotoanodos fabricados com vanadato de bismuto e/ou nanoestruturas de óxido de zinco. Estes materiais, na presença de luz e potencial, têm a habilidade de quebrar molécula de água gerando radicais hidroxilas, que oxidarão as moléculas dos poluentes, promovendo remoção destas espécies. Sequenciamente será proposta uma metodologia para o monitoramento dos poluentes utilizando sensores eletroquímicos. Os sensores serão baseados em óxido de grafeno reduzido modificado com óxidos metálicos semicondutores. O sinergismo entre o óxido de grafeno reduzido e nanopartículas semicondutoras será interessante para o desenvolvimento de sensores eletroquímicos fotoassistidos. O ganho em sensibilidade é devido à alta velocidade em transferência de carga do sistema grafeno/semicondutor e baixa taxa de recombinação que acontece entre estes materiais. Neste caso, ocorre uma heterojunção entre óxido de grafeno reduzido, que pode ser modulado como um semicondutor do tipo p e, as nanopartículas serem semicondutoras do tipo n. Desta forma, aliando a energia eletroquímica com energia luminosa espera-se um aumento na sensibilidade do método e consequentemente à determinação de substâncias com baixos limites detecção. Neste projeto se os poluentes a serem monitorados serão os interferentes endócrinos (antibióticos, hormônios, fármacos e pesticidas) em amostras de efluentes industriais e domésticos. A detecção destes interferentes ocorrerá via oxidação eletroquímica direta dos interferentes, sobre a superfície do sensor. Desta forma, o desenvolvimento de um sistema eletrocatalítico e altamente sensível e que permitirá desenvolver uma metodologia, precisa, de baixo custo, com potencial de miniaturização, com possibilidade de aplicação in situ e em tempo real para a determinação de três interferentes endócrinos em matrizes ambientais, torna-se muito importante. (AU)

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Publicações científicas (8)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
PRADO, THIAGO M.; CINCOTTO, FERNANDO H.; MORAES, FERNANDO C.; MACHADO, SERGIO A. S.. Electrochemical Sensor-Based Ruthenium Nanoparticles on Reduced Graphene Oxide for the Simultaneous Determination of Ethinylestradiol and Amoxicillin. Electroanalysis, v. 29, n. 5, p. 1278-1285, . (16/16565-5, 16/12926-3)
SANTOS, ANDERSON MARTIN; WONG, ADEMAR; CINCOTTO, FERNANDO HENRIQUE; MORAES, FERNANDO CRUZ; FATIBELLO-FILHO, ORLANDO. Square-wave adsorptive anodic stripping voltammetric determination of norfloxacin using a glassy carbon electrode modified with carbon black and CdTe quantum dots in a chitosan film. Microchimica Acta, v. 186, n. 3, . (17/10118-0, 16/16565-5, 16/12926-3)
PRADO, THIAGO M.; CARRICO, AMANDA; CINCOTTO, FERNANDO H.; FATIBELLO-FILHO, ORLANDO; MORAES, FERNANDO C.. Bismuth vanadate/graphene quantum dot: A new nanocomposite for photoelectrochemical determination of dopamine. SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, v. 285, p. 248-253, . (17/10118-0, 16/12926-3)
CINCOTTO, FERNANDO H.; FAVA, ELSON L.; MORAES, FERNANDO C.; FATIBELLO-FILHO, ORLANDO; FARIA, RONALDO C.. A new disposable microfluidic electrochemical paper-based device for the simultaneous determination of clinical biomarkers. Talanta, v. 195, p. 62-68, . (17/10118-0, 16/16565-5, 16/10012-4, 16/12926-3)
FONSECA, WILSON T.; CINCOTTO, FERNANDO H.; LOURENCAO, BRUNA C.; DE ALMEIDA, V, STHEFANE; MORAES, FERNANDO C.; FATIBELLO-FILHO, ORLANDO; DE CARVALHO, ANA C.; CARVALHO, ANDRE L.; MELENDEZ, MATIAS E.; FARIA, RONALDO C.. Ultrasensitive magnetogenoassay for detection of microRNA for diagnosis of metastatic lymph nodes in head and neck cancer using disposable electrodes. SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, v. 352, n. 1, . (16/16565-5, 17/24053-7, 16/12926-3, 20/01050-5)
DO PRADO, THIAGO MARTIMIANO; CINCOTTO, FERNANDO HENRIQUE; FATIBELLO-FILHO, ORLANDO; DE MORAES, FERNANDO CRUZ. Bismuth Vanadate/Reduced Graphene Oxide Nanocomposite Electrode for Photoelectrochemical Determination of Diclofenac in Urine. Electroanalysis, v. 30, n. 11, p. 2704-2711, . (16/16565-5, 16/12926-3)
SILVA, TIAGO ALMEIDA; MORAES, FERNANDO CRUZ; JANEGITZ, BRUNO CAMPOS; FATIBELLO-FILHO, ORLANDO. Electrochemical Biosensors Based on Nanostructured Carbon Black: A Review. Journal of Nanomaterials, . (15/19099-2, 16/12926-3)
CINCOTTO, FERNANDO H.; CARVALHO, DANIEL A. S.; CANEVARI, THIAGO C.; TOMA, HENRIQUE E.; FATIBELLO-FILHO, ORLANDO; MORAES, FERNANDO C.. A nano-magnetic electrochemical sensor for the determination of mood disorder related substances. RSC ADVANCES, v. 8, n. 25, p. 14040-14047, . (16/12519-9, 16/12926-3, 16/16565-5, 13/24725-4, 11/13312-5)

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