A eletro-oxidação de glicose é uma importante reação que encontra aplicações em diferentes áreas como na produção de gliconato, no estudo e no desenvolvimento de biossensores, micro-atuadores, marcapassos e células a combustível. É apresentado nessa dissertação um estudo do processo catalítico envolvendo a reação de eletro-oxidação de glicose sobre filmes de platina e ouro por meio da Nanobalança Eletroquímica de Cristal de Quartzo (Electrochemical Quartz Crystal Nanobalance, EQCN). Além dos experimentos de voltametria cíclica, foram investigados os processos oscilatórios envolvidos nessa reação. Os resultados obtidos mostraram que a dinâmica da eletro-oxidação oscilatória da glicose depende criticamente do tipo do eletrodo utilizado e da natureza e concentração das espécies presentes no eletrólito. Em linhas gerais, observou-se uma rica dinâmica oscilatória da eletro-oxidação de glicose sobre platina em solução aquosa de KOH. Para [glicose] = 1 mol L^-1 observou-se uma variação de frequência em fase com as oscilações de potencial. Assim, conforme o potencial aumentava, a massa da superfície do eletrodo diminuía. Já sobre ouro, as oscilações de potencial foram consideravelmente mais simples. Nesse caso, a variação de frequência apresentou um perfil em fase com as oscilações de potencial, mas há a ocorrência de ruídos na mesma amplitude dos valores de f, dificultando a análise de distinção sobre o que é de fato ruído do que é uma variação de massa do sistema. Em resumo, os experimentos corroboram a existência de mecanismos distintos de eletro-oxidação da glicose sobre superfícies de Pt e Au. Sobre platina, ocorre pela adsorção das moléculas de glicose diretamente na superfície, enquanto, em ouro, a oxidação da glicose ocorre sobre as espécies oxigenadas formadas. Testes adicionais com superfícies de platina modificadas com polianilina (PANI) revelaram que não se verificou efeitos catalíticos do eletrodo de Pt/PANI para a eletro-oxidação de glicose, provavelmente devido à dificuldade da glicose penetrar na matriz polimérica.

The electro-oxidation of glucose is an important reaction that finds applications in different areas such as the production of gluconate, the study and development of biosensors, micro-actuators, pacemakers and fuel cells. This dissertation presents a study of the catalytic process involving the electro-oxidation reaction of glucose on platinum and gold films by means of the Electrochemical Quartz Crystal Nanobalance, EQCN. In addition to the cyclic voltammetry experiments, the oscillatory processes involved in this reaction were investigated. The results obtained showed that the dynamics of the oscillatory electro-oxidation of glucose depends critically on the type of electrode used and, on the nature, and concentration of the species present in the electrolyte. In general terms, a rich oscillatory dynamic of the electro-oxidation of glucose on platinum was observed in alkaline KOH electrolyte. For [glucose] = 1 mol L^-1, a frequency variation in phase with the potential oscillations was observed. Thus, as the potential increased, the mass of the electrode surface decreased. As for gold, this behavior was not observed and the oscillations were considerably simpler. In this case, the frequency variation presents a trend profile that is in phase with the potential oscillations, but there is the occurrence of noise in the same amplitude as the f values, making it difficult to distinguish between what is in fact noise and what is a mass variation of the system. The experiments, then, allowed to corroborate the existence of different mechanisms of electro-oxidation of glucose under Pt and Au surface in which the process on platinum occurs by the adsorption of glucose molecules directly on the surface, while, in gold, the oxidation of glucose takes place on the oxygenated species formed. Additional tests with polyaniline-modified platinum (PANI) surfaces revealed no catalytic effects of the Pt/PANI electrode for glucose electro-oxidation, probably due to the difficulty of glucose to penetrate the polymer matrix.