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Document Type: Tese
Title: Nanocompósitos de alginato/CdSe e carbon dots fluorescentes para aplicações em sensores
Other Titles: Nanocomposites alginate/CdSe and fluorescent carbon dots for sensors applications
Authors: Nascimento, Keyte Nayara da Silva
Issue Date: 30-Jul-2021
Advisor: Almeida, Luís Eduardo
Resumo : As propriedades e versatilidade que emergem dos nanomateriais ampliam a possibilidade de suas aplicações. Entre eles estão os quantum dots (QDs) e os carbon dots (C-dots). Neste trabalho foram sintetizados QDs de CdSe com propriedades ópticas otimizadas a partir da troca de ligantes e variação de pH de síntese. A melhor intensidade de emissão por PL foi obtida quando passivados com N-acetil cisteína (NAC) em pH 10. Os QDs de CdSe/NAC foram posteriormente conjugados com o alginato (ALG) com o intuito de produzir um filme compósito. Os filmes compósitos foram submetido a estudos térmicos com 14 ciclos, cada um representando o aquecimento do material de 20°C para 90°C para análise do decaimento da emissão do compósito de ALG com QDs de CdSe/NAC em função da temperatura. Os resultados demonstraram que após 24h o filme compósito recupera suas propriedades fluorescentes. Essa reversibilidade na emissão de PL em relação a variação de temperatura indica o potencial do compósito para aplicação como sensor fototérmico. Além disso, foram sintetizados C-dots à base ALG via síntese hidrotermal com o objetivo de utilizá-los em sistemas de detecção de analitos. Os resultados mostraram a viabilidade dos C-dots de ALG na detecção de íons Ni2+ e Cu2+ , sendo mais sensível na presença do íon Cu2+ , devido a cinética de quelação na superfície de C-dots. Entre os sistemas de detecção de compostos orgânico voláteis (COVs) – tolueno, hexano, propanol e propanona – a propanona apresentou a melhor resposta, com decaimento de 72% na emissão de PL, consequência do seu caráter fortemente doador de elétrons.
Abstract: The properties and versatility that emerge from nanomaterials, such as quantum dots (QDs) and the carbon dots (C-dots), expand the possibility of their applications. In this work, CdSe QDs, with optimized optical properties, were synthesized via a ligandexchange method and by varying the pH reaction. Among all the samples, the one prepared using N-acetyl cysteine (NAC) as the stabilizing agent at pH 10 presented the higher photoluminescence (PL) emission intensity. CdSe/NAC QDs were later conjugated with alginate (ALG) in order to produce a composite film. Those films were submitted to thermal studies with 14 cycles, each one representing the heating of the material from 20°C to 90°C in order to analyse the PL emission decay of the composite films as a function of temperature. The results showed that after 24 hours the composite film recovers its fluorescent properties. The reversibility in PL emission in relation to temperature variation indicates a potential application of that composite films as a photothermal sensor. In addition, ALG-based C-dots were synthesized via hydrothermal synthesis with the aim of using them for analyte detection systems. The results showed the viability C-dots of ALG for the detection of Ni2+ and Cu2+ ions, being more sensitive for the Cu2+ ion, due to chelation kinetics on the surface of C-dots. Among the detection systems for volatile organic compounds (VOCs) – toluene, hexane, propanol and propanone – propanone showed the best response, with a 72% decay in PL emission, a consequence of its strong electron donor character.
Keywords: Ciência dos materiais
Quantum dots
Detectores
Íons metálicos
Quantum dots
Carbon dots
Sensor fototérmico
Compostos orgânicos voláteis (COV)
Photothermal sensor
Volatile organic compounds (VOC)
Metallic ions
Subject CNPQ: ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Sponsorship: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Language: por
Institution: Universidade Federal de Sergipe
Program Affiliation: Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Citation: NASCIMENTO, Keyte Nayara da Silva. Nanocompósitos de alginato/CdSe e carbon dots fluorescentes para aplicações em sensores. 2021. 137 f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2021.
URI: https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/15075
Appears in Collections:Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais

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