Síntese, caracterização e estudo do mecanismo envolvido no processo de auto-dopagem de nanotubos de TiO2 simultaneamente à detecção impedimétrica do corante azul de metileno

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dc.contributor.advisorAlmeida, Lucio César de
dc.contributor.authorSoto, Pablo Colofatti
dc.contributor.bancaSantana, Henrique de
dc.contributor.bancaMarchesi, Luís Fernando Quintino Pereira
dc.contributor.coadvisorCervantes, Thiago Nogueira Marques
dc.coverage.extent97 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2024-10-24T19:33:43Z
dc.date.available2024-10-24T19:33:43Z
dc.date.issued2024-08-02
dc.description.abstractEste trabalho reporta a síntese e utilização de eletrodos auto-dopados de dióxido de titânio, denominados como SD–TNT, como plataforma para detecção impedimétrica da molécula alvo corante azul de metileno (AM). A auto–dopagem foi realizada catodicamente a fim de promover uma diminuição significativa no valor do band gap e um aumento na condutividade do eletrodo, devido à formação de sítios Ti3+ e vacâncias de oxigênio. Além disso, foi realizado um estudo do mecanismo envolvido neste processo de auto-dopagem, por meio de voltametria cíclica (VC) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), a fim de avaliar a influência do pH na auto–dopagem. Para verificar a região de linearidade e o LOD e LOQ do SD–TNT como plataforma sensorial impedimétrica, foram realizadas EIE em soluções de Na2SO4 0,10 mol L–1para várias concentrações de AM. Nessas condições, foi encontrada uma relação linear (R2 = 0,999) para a faixa de concentração de AM de 0,10 a 2,00 mg L–1 em função da resistência à transferência de carga (Rtc), onde obteve-se o LOD e LOQ de 0,26 e 0,86 mg L–1, respectivamente. Com auxílio de um planejamento fatorial completo 22 (PFC) com ponto central combinado com metodologia de superfície de resposta (MSR) foi possível encontrar as condições ótimas de detecção impedimétrica do corante MB, as quais foram iguais a –1,4 V em pH 7,0. Na condição otimizada, realizada com a água do Ribeirão Ema (Paraná, Brasil –23°22'13"S – 51°27'25"W), obteve-se uma relação linear (R2 = 0,976) para a faixa de concentração de AM de 0,10 a 1,75 mg L–1. Por fim, foi possível correlacionar o processo de auto–dopagem do TNT com o comportamento impedimétrico, indicando que este sistema pode ser utilizado para outros compostos catiônicos de interesse
dc.description.abstractother1This work reports the synthesis and application of a self-doped titanium dioxide electrodes, named as SD-TNTs, as a platform for impedimetric detection of the target molecule methylene blue (MB). The self-doping was carried out cathodically to promote a significant decrease in the band gap value and an increase in the electrode conductivity, due to the formation of Ti3+ sites and oxygen vacancies. In addition, the mechanism involved in the self-doped process was studied using cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIE) to evaluate the influence of pH on self-doping. To evaluate the linear region and the LOD and LOQ of SD-TNT as an impedimetric sensory platform, EIE was carried out in 0.10 mol L–1 Na2SO4 solutions for various MB concentrations. Under these conditions, a linear relationship (R2 = 0.999) was found for MB concentration in the range of 0.10 to 2.00 mg L-1 as a function of the charge transfer resistance (Rct), with LOD and LOQ equals to 0.26 and 0.86 mg L-1, respectively. Using a full factorial design 22 (FFD) with a central point combined with the response surface methodology (RSM), it was possible to find the optimum conditions for impedimetric detection of the MB dye, which were equal to –1.4 V and pH 7.0. In the optimized conditions, carried out with water from the Ribeirão Ema (Paraná, Brazil -23°22'13"S - 51°27'25"W), a linear relationship was obtained (R2 = 0.976) for the MB concentration range of 0.10 to 1.75 mg L–1. Finally, it was possible to correlate the self-doping process of TNT with the impedimetric behavior, indicating that this system can be used for other cationic compounds of interest
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/18243
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCE - Departamento de Química
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Química
dc.subjectNanotubos de TiO2
dc.subjectProcesso de auto–dopagem
dc.subjectEspectroscopia de Impedância Eletroquímica
dc.subjectPlanejamento Fatorial
dc.subjectQuímica
dc.subjectDióxido de titânio
dc.subject.capesCiências Exatas e da Terra - Química
dc.subject.cnpqCiências Exatas e da Terra - Química
dc.subject.keywordsTiO2 nanotubes
dc.subject.keywordsSelf-doping process
dc.subject.keywordsElectrochemical impedance spectroscopy
dc.subject.keywordsFactorial design
dc.subject.keywordsChemical
dc.subject.keywordsTitanium dioxide
dc.titleSíntese, caracterização e estudo do mecanismo envolvido no processo de auto-dopagem de nanotubos de TiO2 simultaneamente à detecção impedimétrica do corante azul de metileno
dc.title.alternativeSynthesis, characterization and study of the mechanism involved in the self-doping process of TiO2 nanotubes simultaneously with the impedimetric detection of the methylene blue dye
dc.typeDissertação
dcterms.educationLevelMestrado Acadêmico
dcterms.provenanceCentro de Ciências Exatas

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