Caracterização de elétrodos de carbono funcionalizados com derivados de perileno

Abstract

O carbono nas suas diferentes formas está entre os materiais de elétrodo mais utilizados em eletroquímica graças ao seu custo acessível, elevada reprodutibilidade e sensibilidade, facilidade de utilização e rápida limpeza permitindo a sua utilização de forma sucessiva. Entre os materiais de carbono destacam-se os elétrodos de carbono vítreo (GCE), os elétrodos serigrafados de carbono (SPE), SPE modificados com nanotubos de carbono (SPE-CNT) e os elétrodos de pasta (PE). As modificações destes com determinadas espécies têm-se verificado útil no desenvolvimento de diversos sensores com elevada especificidade, permitindo a diminuição dos limites de deteção e quantificação para um grande número de analitos. Neste trabalho foram modificados diferentes elétrodos de carbono por via não covalente com o perileno (PBI) e derivados deste, funcionalizados essencialmente com aminoácidos e o ferroceno (Fc). Tendo sido caracterizados por voltametria cíclica, os compostos que se mostraram eletroativo foram selecionados para a caracterização do comportamento voltamétrico dos elétrodos modificados com as respetivas espécies. Realizou-se também a oxidação de nanotubos de carbono (CNTprist) tendo estes sido funcionalizados com os derivados do PBI eletroativos em GCE. Preparam-se também suspensões de CNTprist e CNT oxidados (CNTox) com estes PBIs para preparação dos PE, tendo estes sido caracterizados também por voltametria cíclica. Verificou-se que estas moléculas apresentavam um comportamento ideal para a funcionalização de diversos elétrodos de carbono por via não covalente, o que poderá levar ao desenvolvimento de diversos sensores com várias aplicações de uma forma rápida e eficaz, não sendo necessário recorrer a métodos de funcionalização agressivos e dispendiosos.

Carbon materials are the most widely used electrodes due to their affordable cost, high reproducibility and sensitivity, user friendliness and fast cleaning allowing its use in a successive manner. Among carbon electrodes we highlight the glassy carbon electrode (GCE), screen-printed carbon electrodes (SPE), carbon nanotubes (CNT) modified electrodes and carbon paste electrodes (PE). Specific modifications on this electrodes with some species have been found useful in the development of various sensors with high specificity allowing lower detection and quantification limits for a large number of analytes. In this work carbon materials were functionalized by non-covalent interactions with perylene (PBI) and various derivatives. PBIs were modified with different amino acids and ferrocene (Fc). These, were characterized by cyclic voltammetry. PBIs that had a stable response were electrochemically characterized and selected as electrode modifiers. Chemical oxidation of commercial CNT (CNTprist) was carried out, afterwards functionalising them with electroactive PBI derivatives on GCE surface. Furthermore, suspensions with CNTprist and oxidized nanotubes (CNTox) were prepared with these PBIs for fabrication of PE, having been also characterized by cyclic voltammetry. It was found that these molecules had an ideal behaviour for the functionalization of various carbon electrodes by non-covalent interactions, which could lead to the development of sensors with various applications in a fast and efficient way without the need to use aggressive and costly methods of functionalization.