Preparo de eletrodos à base de nanopartículas de prata a silsesquioxano aplicados à determinação de isômeros de nitrofenol

Abstract

Um material híbrido, nitrato de 3-n-propil(4-metilpiridínio) silsesquioxano (Si4Pic+NO3-), solúvel em meio aquoso, foi sintetizado. A confirmação da incorporação de grupos piridínicos na estrutura da rede de sílica foi realizada através de titulação potenciométrica, análise termogravimétrica e técnicas espectroscópicas de NMR de 13C e 29Si, FTIR e UV-Vis. O silsesquioxano foi aplicado como agente estabilizante na síntese de nanopartículas de prata, que foram caracterizadas por TEM, DLS, UV-Vis e a estabilização eletroestérica do silsesquioxano foi confirmada por análise de potencial-?. Os materiais foram utilizados no preparo de eletrodos de carbono vítreo modificados, denominados GCE/Si4Pic+NO3- e GCE/Ag-Si4Pic+NO3-, e foram caracterizados por voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Os eletrodos foram empregados como sensores na detecção de 4-nitrofenol; entretanto, o GCE/Ag-Si4Pic+NO3- aumentou a atividade eletroquímica em comparação ao eletrodo modificado com o silsesquioxano ou sem modificação. A partir de parâmetros otimizados da voltametria de onda quadrada, foram obtidas curvas de calibração para 4-nitrofenol e 2-nitrofenol, na faixa de 2,75 a 31,5 µmol L-1 e 3,35 a 38,9 µmol L-1, respectivamente. Para 4-nitrofenol obteve-se o limite de detecção de 0,926 µmol L-1 e o limite quantificação de 2,77 µmol L-1. Já para 2-nitrofenol, os limites de detecção e quantificação foram de 2,18 e 6,38 µmol L-1, respectivamente. O eletrodo modificado com as nanopartículas foi empregado na detecção simultânea de 4 e 2-nitrofenol e aplicado na determinação de 4-nitrofenol em amostras de água de rio. Para testes de recuperação, a recuperação percentual obtida foi de 96% (n=3).

Abstract : A hybrid material, 3-n-propyl(4-methylpiridinium) silsesquioxane nitrate (Si4Pic+NO3-), soluble in aqueous medium, was synthesized. The incorporation of pyridinium groups onto silica matrix was confirmed through potentiometric titration, thermogravimetric analysis and 13C and 29Si NMR, FTIR and UV-Vis spectroscopy techniques. The silsesquioxane was applied as a stabilizer agent in the synthesis of silver nanoparticles, which were characterized by TEM, DLS, UV-Vis and the eletrosteric stabilization was confirmed by potential-?. The materials were used in the preparation of modified glassy carbon electrodes, denominated GCE/Si4Pic+NO3- and GCE/Ag-Si4Pic+NO3-. The modified electrodes were characterized by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy and employed as sensors for 4-nitrofenol detection. It was verified that GCE/Ag-Si4Pic+NO3- enhances the electrochemical activity in comparison with the silsesquioxane electrode and/or the unmodified electrode. From optimized parameters of square wave voltammetry, calibration curves of 4-nitrophenol and 2-nitrophenol were obtained, in the range of 2,75 to 31,5 µmol L-1 and 3,35 to 38,9 µmol L-1, respectively. For 4-nitrophenol the limit of detection of 0,926 µmol L-1 and the limit of quantification of 2,77 µmol L-1 were obtained. For 2-nitrophenol, the limits of detection and quantification were 2,18 and 6,38 µmol L-1 respectively. The electrode modified with nanoparticles was employed in the simultaneous detection of 4 and 2-nitrophenol and applied to the determination of 4-nitrophenol in river water samples. For the recovery test the percentage recovery achievied was 96% (n=3).