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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/41374
Registro completo de metadados
Campo DCValorIdioma
dc.creatorSampaio, Bruno Santana-
dc.date.accessioned2025-03-07T14:02:18Z-
dc.date.available2025-03-07T14:02:18Z-
dc.date.issued2024-08-28-
dc.identifier.citationSAMPAIO, Bruno Santana. Efeito de funcionalizações nas propriedades eletrônicas de pontos quânticos de grafeno visando aplicações em sensores químicos: contribuições teóricas e experimentais/. 2024. 98 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Instituto de Química, Universidade Federal da Bahia, Salvador (Bahia), 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufba.br/handle/ri/41374-
dc.description.abstractIn this study, a theoretical and experimental study was performed to evaluate the performance of graphene quantum dots (GQDs) for the detection of trimethylamine (TMA). Firstly, the influence of each oxygen functional group, i.e., hydroxyl, carboxyl and epoxy groups, in the hydrothermally obtained GQDs structures for the detection of TMA. To achieve this, three representative GQDs models were proposed to evaluate the individual effect of each group in the stabilization of the GQD···TMA complex. For this end, potential energy curves were built at the M06-2X/6-31+G(d,p) level of theory, between TMA and the GQDs models. The difference on the interaction for each model was explained by a topology analysis, based on the atoms in molecules theory and non-covalent interaction index analysis. GQDs based electrical sensors, with different proportions of oxygen functional groups, were also obtained, in which the sensing measurements exhibited a good correlation with the theoretical results. The obtained electrical responses showed good correlation with the computational results. In a second moment, the effect of doping with nitrogen and/or sulfur was considered, to achieve enhanced optical detection towards TMA. To achieve this, other than the undoped GQDs, nitrogen doped GQDs (N-GQDs) and codoped nitrogen and sulfur GQDs (N,S-GQDs) were obtained. These products were synthesized by means of a pyrolysis method, and characterized by spectroscopic techniques (FTIR, UV-Vis, Fluorescence and XPS) and thermal analysis (TGA and DTG). The doped GQDs exhibited a higher quantum yield and sensibility towards TMA, if compared with the undoped GQDs. Besides, preliminary tests, aiming to obtain a optical gas sensor, were performed by the functionalization of cellulose nanofibers, and indicated the potential of the N,S-GQDs as a gas sensor for TMA detection.pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, CNPqpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal da Bahiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectSensorpt_BR
dc.subjectGrafenopt_BR
dc.subjectDFTpt_BR
dc.subjectQuimica computacionalpt_BR
dc.subject.otherSensorpt_BR
dc.subject.otherGraphenept_BR
dc.subject.otherDFTpt_BR
dc.subject.otherComputational chemistrypt_BR
dc.titleEfeito de funcionalizações nas propriedades eletrônicas de pontos quânticos de grafeno visando aplicações em sensores químicos: Contribuições teóricas e experimentais.pt_BR
dc.title.alternativeEffect of functionalizations on the electronic properties of graphene quantum dots for applications in chemical sensors: Theoretical and experimental contributions.pt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química pt_BR
dc.publisher.initialsUFBApt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApt_BR
dc.contributor.advisor1Mercante, Luiza Amim-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-4206-6545pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4746829076971556pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Alves, Tiago Vinicius-
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0001-9129-3272pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3069283362022512pt_BR
dc.contributor.referee1Mercante, Luiza Amim-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-4206-6545pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4746829076971556pt_BR
dc.contributor.referee2Braga, Ataualpa Albert Carmo-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-7392-3701pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3183053819704402pt_BR
dc.contributor.referee3Alves, Tiago Vinicius-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-9129-3272pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3069283362022512pt_BR
dc.contributor.referee4Moreno, Roberto Rivelino de Melo-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0003-2679-1640pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/9994825674706965pt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0002-8742-4214pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0181578163616986pt_BR
dc.description.resumoNeste trabalho, foram realizados estudos teóricos-experimentais para avaliação da performance de pontos quânticos de grafeno (GQDs – do inglês, graphene quantum dots) para a detecção de trimetilamina (TMA). Primeiramente, avaliou-se a influência de grupos oxigenados, i.e, hidroxila, carboxila e epóxi, nas estruturas de GQDs obtidos pelo método hidrotermal para a detecção de TMA. Para isso, três modelos de GQDs representativos foram propostos de forma a avaliar o efeito individual de cada grupamento funcional sob a estabilização do complexo GQD···TMA. Para este fim, construiu-se curvas de energia potencial no nível de teoria M06-2X/6-31+G(d,p), entre a TMA e os modelos de GQDs. A diferença de interação entre os modelos foi explicada com base em análises topológicas, baseadas na teoria de átomos em moléculas e índice de interações não covalentes. Observou-se que a estrutura contendo grupos hidroxila apresentou maior interação com a TMA, e o modelo contendo apenas grupos carboxila a menor. Medidas experimentais com sensores elétricos a base de GQDs com diferentes proporções de grupos oxigenados também foram realizadas, em que estes apresentaram boa correlação com os cálculos computacionais. Em um segundo momento, avaliou-se o efeito da dopagem com nitrogênio e/ou enxofre visando a detecção óptica de TMA. Para isso, além dos GQDs sem dopagem, foram obtidos GQDs dopados com nitrogênio (N-GQDs) e codopados com nitrogênio e enxofre (N,S-GQDs). Estes produtos foram sintetizados com base no método da pirólise e caracterizados por técnicas espectroscópicas (FTIR, UV-Vis, Fluorescência e XPS) e térmica (TGA). Os GQDs dopados apresentaram maior rendimento quântico e sensibilidade à TMA, se comparado ao GQDs não dopados. Além disso, testes preliminares visando o desenvolvimento de um sensor óptico de gás foram realizados por meio da funcionalização de nanofibras de celulose, e indicaram potencial aplicação dos N,S-GQDs como sensor de gás para detecção de TMA.pt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Químicapt_BR
dc.type.degreeMestrado Acadêmicopt_BR
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