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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.75.2013.tde-23042013-104642
Document
Author
Full name
Jaqueline Pires Ruiz
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2013
Supervisor
Committee
Machado, Sergio Antonio Spinola (President)
D'Elia, Eliane
Pedrosa, Valber de Albuquerque
Title in Portuguese
Desenvolvimento e caracterização de eletrodos baseados em nanotubos de carbono de paredes múltiplas decorados com nanopartículas de ouro para detecção de NO
Keywords in Portuguese
nanopartículas de ouro
nanotubos
óxido nítrico
sensor
Abstract in Portuguese
O óxido nítrico além de poluidor ambiental, também desempenha diversas funções no organismo, por exemplo, trata-se de uma molécula sinalizadora em diversos processos metabólicos. Por causa disso, a detecção de NO é uma importante ferramenta para a medicina. Assim, existe um significante interesse tanto da indústria como da medicina no desenvolvimento de novos materiais que possam detectar oxido nítrico Os Nanotubos de Carbono de Paredes Múltiplas, intensivamente explorados desde sua descoberta em 1991, são considerados promissores em diversas aplicações devido a sua estrutura única e a possibilidade de realizar modificações as quais influenciam suas propriedades físicas e químicas. Já o ouro, conhecido por sua baixa atividade catalíca quando utilizado na forma cristalina, começou a ter seu poder catalítico explorado a partir de 1985, quando descobriu-se que, se utilizado na forma de pequenas partículas, este comporta-se mais como átomos individuais e torna-se mais catalítico que o ouro cristalino. Assim, o objetivo deste trabalho foi promover a funcionalização dos nanotubos de carbono, o que pode ser confirmado por MEV, FTIR e RAMAN, e, a partir dos grupos funcionais gerados, ancorar nanoparticulas de ouro em suas paredes, a fim de otimizar as propriedades catalíticas do material. O material gerado foi caracterizado morfologicamente e estruturalmente por MEV-FEG, EDX, Raio-X, RAMAN e UV-vis. Já a caracterização eletroquímica foi feita por voltametria cíclica frente ao K4[Fe(CN)6], com o qual foi possível mostrar um aumento na densidade de corrente de pico, o deslocamento do potencial de pico para valores menos positivos e também a diminuição do sobrepotencial, quando comparados o sensor Náfion®/AuNP/MWCNT/GC com o Náfion®/GC, Náfion®/MWCNT/GC e Náfion®/Ouro. O eletrodo proposto foi utilizado na determinação de Óxido Nítrico, em tampão PBS pH 4,4, utilizando a técnica de voltametria de pulso diferencial. A metodologia proposta apresentou um limite de detecção de 2,4x10-10 mol L-1 e um limite de quantificação de 7,9x10-10 mol L-1. Assim, este trabalho mostrou a potencialidade de utilização do eletrodo Náfion®/AuNP/MWCNT/GC como sensor eletroquímico para detecção e quantificação de óxido nítrico.
Title in English
Development and characterization of electrodes based on multiwall carbon-nanotubes decorated with gold nanoparticle for detection of NO
Keywords in English
gold nanoparticle
nanotube
nitric oxide
sensor
Abstract in English
Nitric oxide (NO) is an environmental polluter, which also plays several roles in the body, for example, as a signaling molecule for many metabolic processes. Because this, detecting NO is an important tool in medicine. As a result, there was significant interest in both industry and medicine in developing new materials that can detect NO. Multiwall carbon nanotubes, that have been intensively explored since its discovery in 1991, are considered promising in many applications due to its unique structure and because it can be easily modified in order to tuning their physical and chemical properties. But the interest in using gold as the catalytic material appeared only in 1985, when was discovered that small particles form of gold behaves as individual atoms and it are more catalytic that crystalline gold. In this way, the objectives of this study were promoted the functionalization of carbon nanotubes - which could be confirmed by SEM, FTIR, Raman - and, with the functional groups generated, anchoring gold nanoparticles in their walls, in order to improve the catalytic properties of such material. The developed material was morphologically and structurally characterized by FEG-SEM, EDX, X-ray, Raman and UV-vis. As well, the electrochemical characterization was performed by cyclic voltammetry in K4[Fe(CN)6] solution. When Nafion®/AuNP/MWCNT/GC sensor was compared with Náfion®/GC, Náfion®/MWCNT/GC and Náfion®/Gold, its show an increase in current density peak, the peak potential displacement to less positive values and also decreased potential difference between the cathodic and anodic peak. The proposed electrode was used in the determination of nitric oxide in PBS buffer pH 4.4, which showed a detection limit of 2,4x10-10 mol L-1 and a quantification limit of 7,9x10-10 mol L-1 using the differential pulse voltammetry. Thus, this study demonstrated the potential use of Nafion®/AuNP/MWCNT/GC electrode as an electrochemical sensor in the nitric oxide detection and quantification.
 
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Publishing Date
2013-06-12
 
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