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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 

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)

Publicações científicas (7)
(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.; 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, APR 15 2019. Citações Web of Science: 6.
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, APR 1 2019. Citações Web of Science: 7.
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 MAR 2019. Citações Web of Science: 3.
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, NOV 2018. Citações Web of Science: 1.
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, 2018. Citações Web of Science: 3.
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, MAY 2017. Citações Web of Science: 8.
SILVA, TIAGO ALMEIDA; MORAES, FERNANDO CRUZ; JANEGITZ, BRUNO CAMPOS; FATIBELLO-FILHO, ORLANDO. Electrochemical Biosensors Based on Nanostructured Carbon Black: A Review. Journal of Nanomaterials, 2017. Citações Web of Science: 36.

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