Artigo - Atena Editora

Artigo

Baixe agora

Livros

SENSORES FOTOELETROQUÍMICOS BASEADOS EM TIO2 PARA DETERMINAÇÃO DE DOPAMINA

Sistemas fotoeletroquímicos apresentam versatilidade em função das suas amplas aplicações. Dentre os óxidos semicondutores aplicados no desenvolvimento de dispositivos fotoeletroquímicos, destaca-se o dióxido de titânio (TiO2), devido à sua baixa toxicidade, significativa estabilidade química e térmica. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver sensores fotoeletroquímicos com configuração simples a base de TiO2 e avaliar sua aplicabilidade para a determinação de dopamina. Os fotoanodos foram preparados empregando duas fases cristalinas de TiO2 (Anatase e Rutilo), a partir de três suspenções de TiO2 10 mg mL-1, compostas por diferentes proporções das fases em meio de dimetilformamida contendo Nafion® 1,0 %. Na sequência, 20,0 mL da suspensão sobre a superfície do FTO (1 cm2), com secagem à temperatura de 26±1 oC por 1 hora. Alguns fotoanodos foram reservados para experimentos sem tratamento térmico, e a outra parte foi levada ao forno para calcinação, empregando a rampa de aquecimento de 10 ºC min–1 até a temperatura desejada. Após 1 hora nessa temperatura, o sistema foi resfriado a uma taxa de 2 ºC min–1. As técnicas eletroquímicas: voltametria cíclica, voltametria linear e cronoamperometria foram empregados, na presença e ausência de iluminação artificial (LED Thorlabs®, 405 nm e 400 mW de potência) em tampão BR e tampão Fosfato ambos a 0,04 mol L-1. No Estudo 1, realizado com FTO/TiO2 sem tratamento térmico, os resultados mostraram que o FTO/TiO2 sintetizado a partir da mistura das fases na proporção de anatase/rutilo (50%/50%, m/m) mostrou melhor desempenho fotoeletroquímico. No Estudo 2, realizado com FTO/TiO2 tratados termicamente, o eletrodo com 100% anatase apresentou melhor desempenho fotoeletroquímico para a determinação de dopamina, evidenciada pelo aumento significativo da fotocorrente em comparação aos demais fotoanodos sem tratamento térmico. Sob as condições experimentais otimizadas a curva analítica para a dopamina foi linear no intervalo de 6,59 x 10-7 mol L-1 a 7,37 x 10-6 mol L-1. Os limites de detecção e quantificação calculados foram 2,90 x 10-7 mol L-1 e 9,68 x 10-7 mol L-1, respectivamente. O sistema fotoeletroquímico baseado no FTO/TiO2 mostrou-se promissor para o desenvolvimento de metodologias analíticas para a determinação de dopamina.
Ler mais

SENSORES FOTOELETROQUÍMICOS BASEADOS EM TIO2 PARA DETERMINAÇÃO DE DOPAMINA

  • DOI: https://doi.org/10.22533/at.ed.0322427125

  • Palavras-chave: Sensor Fotoeletroquímico, Dopamina, TiO2.

  • Keywords: Photoelectrochemical sensor, Dopamine, TiO2.

  • Abstract: Photoelectrochemical systems exhibit versatility due to their wide applications. Among the semiconductor oxides applied to development of photoelectrochemical devices, titanium dioxide (TiO2) stands out, due to its low toxicity, significant chemical and thermal stability. In this perspective, the present work aimed to develop photoelectrochemical sensors with a simple configuration based on TiO2 and to evaluate its applicability for the dopamine determination. The photoanodes were prepared using two crystalline phases of TiO2 (Anatase and Rutile), from three TiO2 10 mg mL-1 suspension, composed of different proportions of the phases in dimethylformamide medium containing 1.0 % Nafion®. Next, 20.0 mL of the TiO2 suspension was dropped on the cleaned FTO (1 cm2), and dried at 26±1 oC for 1h. Some photoanodes was reserved for experiments without heat treatment, and the other part was taken to the oven for calcination, using a heating ramp of 10 ºC min–1 until the desired temperature. After 1 hour at this temperature, the system was cooled at a rate of 2 °C min–1. The electrochemical techniques: Cyclic voltammetry, linear voltammetry, and chronoamperometry experiments were applied in the presence and absence of artificial lighting (LED Thorlabs®, 405 nm and 400 mW of power) in BR buffer and Phosphate buffer both at 0.04 mol L-1. In Study 1, carried out with photoanodes without heat treatment, the results showed that the FTO/TiO2 synthesized from the mixture of phases in the proportion of anatase/rutile (50%/50%, m/m) showed better photoelectrochemical performance. In Study 2, performed with FTO/TiO2 thermally treated, 100% anatase showed better photoelectrochemical performance for the determination of DOP, evidenced by the significant increase in the photocurrent response compared to other photoanodes without heat treatment. Under the optimized experimental conditions, the analytical curve for dopamine was linear from 6.59 x 10-7 mol L-1 to 7.37 x 10-6 mol L-1. The detection and quantification limits calculated were 2.90 x 10-7 mol L-1 and 9.68 x 10-7 mol L-1, respectively. The photoelectrochemical system based on FTO/TiO2 proved to be promising for the dopamine determination.

  • José Thiago do Nascimento Pereira
  • Kerene Cristina Bedi
  • Claudimira Elisa Nginga Fula
  • Raiane Guilherme da Silva
  • Francisco Adjedam Gomes Oliveira
  • Bruno Peixoto de Oliveira
  • Francisco Wirley Paulino Ribeiro
Fale conosco Whatsapp