Desenvolvimento de um sensor fotoeletroquímico para a quantificação de contaminantes fenólicos

• Processo: 18/13724-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 11 de setembro de 2018
• Data de Término da vigência: 09 de setembro de 2019
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Sergio Antonio Spinola Machado
• Beneficiário: Camila Domingues Mendonça Verbinnen
• Supervisor: Karolien de Wael
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Antwerp (UA), Bélgica
• Vinculado à bolsa: 16/06139-9 - Desenvolvimento de um sensor foto-eletroquímico nanoestruturado para o monitoramento de p-nitrofenol em águas de abastecimento, BP.DR
• Assunto(s): Eletroanalítica Abastecimento de água
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: phenolic contaminants | Photoelectrochemistry | titanium dioxide | water supply | Eletroanalítica

Resumo

Este projeto tem como objetivo a utilização de fotoeletroquímica para a quantificação de moléculas fenólicas, amplamente utilizadas na fabricação de diversos produtos (plásticos, pesticidas, corantes, detergentes, etc) e que são nocivas a organismos vivos e, consequentemente, nocivos ao meio ambiente. Devido a este problema, pretendemos desenvolver um material semicondutor de dióxido de titânio fotossensibilizado com ftalocianina, que apresente boa estabilidade e sensibilidade para a detecção de tais moléculas. A imobilização do TiO2 na superfície de óxido de estanho dopado com flúor (FTO) ou substrato de grafite será estudada usando uma técnica fácil e de baixo custo. A deposição será realizada em banho termostático utilizando solução contendo 0,3% de H2O2 (v/v), TiOSO4 0,01 mol L-1, HNO3 0,05 mol L-1, a temperatura constante de 10 ° C, aplicando um potencial de -1,2 V durante 2 horas. A fotossensibilização superficial será estudada com ftalocianina. Em seguida, o material sintetizado será caracterizado por técnicas morfológicas (XRD, SEM-FEG, RAMAN, SEM-EDX, EDXRF), técnicas óticas (microscopia ótica, UV-Vis e espectroscopia de refletância difusa (DRS)) e técnicas eletroquímicas (cronoamperometria, voltametria linear e EIS). Após a caracterização, o fotossensor será utilizado no estudo fotoeletroquímico das moléculas fenólicas, onde a presença destes compostos em solução gerará uma resposta no sinal fotocorrente, tornando possível a quantificação em amostras de água de abastecimento. Espera-se que este projeto de estágio de pesquisa no exterior tenha duração de 11 meses a partir de setembro de 2018 e seja realizado no grupo Antwerp X-ray Analysis, Electrochemistry & Speciation (AXES) da Universidade de Antuérpia, sob a supervisão da professora Karolien De Wael.

Publicações científicas

(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)

MENDONCA, CAMILA D.; RAHEMI, VANOUSHE; HEREIJGERS, JONAS; BREUGELMANS, TOM; MACHADO, SERGIO A. S.; DE WAEL, KAROLIEN. Integration of a photoelectrochemical cell in a flow system for quantification of 4-aminophenol with titanium dioxide. Electrochemistry Communications, v. 117, AUG 2020. (18/13724-0)

MENDONCA, CAMILA D.; KHAN, SHAHID U.; RAHEMI, VANOUSHE; VERBRUGGEN, SAMMY W.; MACHADO, SERGIO A. S.; DE WAEL, KAROLIEN. Surface plasmon resonance-induced visible light photocatalytic TiO2 modified with AuNPs for the quantification of hydroquinone. Electrochimica Acta, v. 389, SEP 1 2021. (16/06139-9, 18/13724-0)