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Type: Dissertação
Title: Sonda baseada em nanopartículas fluorescentes para detecção seletiva de íons dicromato em amostra de solo
Title in English: Fluorescent nanoparticle-based probe for selective detection of dichromate ions in soil samples
Authors: Rodrigues, Vivian Stephanie Ferreira
Advisor: Carneiro, Samuel Veloso
Keywords in Brazilian Portuguese : Pontos quânticos de carbono;Plataforma de sensoriamento;Cromo hexavalente;Solos
Keywords in English : Carbon quantum dots;Sensing platform;Hexavalent chromium;Soils
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Issue Date: 2025
Citation: RODRIGUES, Vivian Stephanie Ferreira. Sonda baseada em nanopartículas fluorescentes para detecção seletiva de íons dicromato em amostra de solo. 2025. 70 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Abstract in Brazilian Portuguese: O cromo hexavalente [Cr(VI)] é uma espécie amplamente reconhecida por sua elevada toxicidade, persistência ambiental e potencial carcinogênico. Nesse contexto, nanomateriais fluorescentes, como os Pontos Quânticos de Carbono (PQCs), destacam-se como plataformas promissoras para o desenvolvimento de sensores sensíveis, seletivos e economicamente viáveis para o monitoramento desse contaminante. Diante disso, este trabalho tem como objetivo desenvolver uma estratégia de sensoriamento baseada em PQCs com alto rendimento quântico capaz de detectar Cr(VI), na forma de íons dicromato, em amostra de solos. Os PQCs foram obtidos pelo método hidrotérmico, purificados e caracterizados por técnicas espectroscópicas, estruturais e microscópicas. As nanopartículas apresentaram tamanho de aproximadamente 1,5 nm, além da presença de grupos funcionais como carbonila, carboxila e grupamentos amina em sua superfície, o que contribuiu para interação com o analito alvo. Adicionalmente, o rendimento quântico de fluorescência obtido foi igual a 40,6%. Após otimizar as condições experimentais, foi desenvolvido um sensor químico para a detecção e quantificação de Cr(VI), utilizando o mecanismo de sensoriamento do tipo turn-off, fundamentado predominantemente nos fenômenos de Efeito de Filtro Interno (IFE) e supressão dinâmica. A sonda desenvolvida demonstrou elevada seletividade para o oxiânion dicromato, mesmo na presença de possíveis interferentes. Por fim, a sensibilidade do sensor foi validada por meio dos limites de detecção e quantificação, estimados em 2,8 e 8,6 mg kg-1, respectivamente. Os ensaios de recuperação realizados com amostras reais de solo corroboraram o potencial da metodologia proposta, ressaltando a eficácia da sonda no monitoramento ambiental de íons dicromato, espécie de Cr(VI) presente na natureza.
Abstract: Hexavalent chromium [Cr(VI)] is widely recognized for its high toxicity, environmental persistence, and carcinogenic potential. In this context, fluorescent nanomaterials such as Carbon Quantum Dots (CQDs) stand out as promising platforms for the development of sensitive, selective, and economically viable sensors aimed at monitoring this contaminant. Accordingly, this study aims to develop a sensing strategy based on CQDs with high quantum yield, capable of detecting Cr(VI), in the form of dichromate ions, in soil samples. The CQDs were synthesized using a hydrothermal method, subsequently purified, and characterized by spectroscopic, structural, and microscopic techniques. The nanoparticles exhibited an average size of approximately 1.5 nm, and their surfaces were found to contain functional groups such as carbonyl, carboxyl, and amine, which facilitated interaction with the target analyte. Additionally, the fluorescence quantum yield achieved was 40.6%. After optimizing the experimental conditions, a chemical sensor for the detection and quantification of Cr(VI) was developed, employing a turn-off sensing mechanism predominantly based on Inner Filter Effect (IFE) and dynamic quenching phenomena. The developed probe demonstrated high selectivity for the dichromate oxyanion, even in the presence of potential interfering species. Finally, the sensor’s sensitivity was validated through detection and quantification limits, estimated at 2.8 and 8.6 mg kg-1, respectively. Recovery experiments conducted with real soil samples corroborated the potential of the proposed methodology, underscoring the efficacy of the probe for environmental monitoring of dichromate ions, a naturally occurring species of Cr(VI).
Description in Brazilian Portuguese: Bolsista Capes.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/83283
Author's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2126-4772
Author's Lattes: https://lattes.cnpq.br/6848660346913644
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9940-9417
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/1946546131856036
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:DQAFQ - Dissertações defendidas na UFC

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