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https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/9367
Tipo: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Título: | Avaliação da interação do cobre com o óxido de grafeno empregando a técnica de fluorescência molecular e modelos matemáticos |
Autor(es): | Gabriele, Züge |
Primeiro Orientador: | Jauris, Carolina Ferreira de Matos |
Resumo: | A contaminação das águas por metais pesados como o cobre tem sido alvo de muitos estudos nos últimos anos, devido ao aumento das concentrações desse metal no meio ambiente a partir da alta mobilização para a água doce por meio de solos, e resíduos provenientes de atividades humanas como a mineração, indústria e agricultura. Com isso, torna-se imprescindível o desenvolvimento de métodos, técnicas e materiais eficientes para aplicações em tratamentos, remediação, sensoriamento e detecção de poluentes. Os nanomateriais de carbono têm conquistado progressivamente o centro das atenções, em especial os materiais baseados em grafeno como o óxido de grafeno (GO), este que possui propriedades únicas e apresenta grupamentos funcionais interessantes para aplicações ambientais. Com base nisso, o presente estudo buscou avaliar a capacidade do óxido de grafeno se ligar através de complexação química ao metal cobre, com o intuito de identificar e compreender os mecanismos envolvidos nessas interações. Para isso, foi associada a técnica de fluorescência molecular com os modelos matemáticos de Ryan e Weber e o de Stern-Volmer. Como resultados, o GO apresentou fluorescência na região do visível, com intensidade máxima para o λem= 450 nm e λexc=520 nm. A supressão do sinal de fluorescência foi monitorada titulando a solução de GO com concentrações crescentes de Cu2+, e foi possível notar uma atenuação gradativa nos valores de intensidade de acordo com o aumento das concentrações de cobre, resultado da interação do cobre com estruturas conjugadas e aromáticas, bem como de grupos contendo oxigênio. A modelagem matemática que melhor se ajustou as intensidades foi a de Ryan e Weber, e isso se deve ao ajustamento não linear. Esse mesmo modelo, evidenciou uma interação muito boa do GO com o íon metálico, devido aos valores de Log K = 3,19 e CL de 5,93x10-5 mol L-1 , além de que, a partir do valor de 38,1 a fluorescência não diminuiu mais, comprovando a capacidade de complexação do cobre com os sítios de ligação disponíveis para interação do óxido de grafeno. Assim, o GO pode ter uma abordagem eficiente para interagir com metais e pode ser uma nova ferramenta para remediação de áreas contaminadas por íons de cobre. |
Abstract: | The contamination of water by heavy metals such as copper has been the subject of many studies in recent years, due to the increased concentrations of this metal in the environment due to the high mobilization to fresh water through soils, and residues from human activities. such as mining, industry and agriculture. Thus, it is essential to develop efficient methods, techniques and materials for applications in treatments, remediation, sensing and detection of pollutants. Carbon nanomaterials have gradually gained the center of attention, especially materials based on graphene such as graphene oxide (GO), which has unique properties and has interesting functional groups for environmental applications. Based on this, the present study sought to evaluate the capacity of graphene oxide to bind through chemical complexation to copper metal, in order to identify and understand the mechanisms involved in these interactions. For this, the molecular fluorescence technique was associated with the mathematical models of Ryan and Weber and that of Stern-Volmer. As a result, the GO showed fluorescence in the visible region, with maximum intensity for λem = 450 nm and λexc = 520 nm. The suppression of the fluorescence signal was monitored by titrating the GO solution with increasing concentrations of Cu²⁺, and it was possible to notice a gradual attenuation in the intensity values according to the increase in copper concentrations, as a result of the interaction of copper with conjugated and aromatic structures, as well as oxygencontaining groups. The mathematical modeling that best fitted the intensities was that of Ryan and Weber, and this is due to the non-linear adjustment. This same model, showed a very good interaction of GO with the metal ion, due to the values of Log K = 3,19 and CL of 5,93x10-5 mol L-1 , besides that, from the value of 38,1 fluorescence has not decreased further, proving the complexing capacity of copper with the available binding sites for the interaction of graphene oxide. Thus, the GO can have an efficient approach to interact with metals and can be a new tool for remediation of areas contaminated by copper ions. |
Palavras-chave: | Supressão de fluorescência Óxido de grafeno Cobre Interações moleculares Suppression of fluorescence Graphene oxide Metal Copper Molecular interactions |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal do Pampa |
Sigla da Instituição: | UNIPAMPA |
Campus: | Campus Caçapava do Sul |
Citação: | ZÜGE, Gabriele. Avaliação da interação do cobre com o óxido de grafeno empregando a técnica de fluorescência molecular e modelos matemáticos. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Ambiental e Sanitária) - Universidade Federal do Pampa, Caçapava do Sul, 2021. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/9367 |
Data do documento: | 2021 |
Aparece nas coleções: | Engenharia Ambiental e Sanitária |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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