Síntese e caracterização de carbon dots funcionalizados com cuprizona e sua aplicação na determinação de Cu (II) em águas pela atenuação da intensidade fluorescente

Abstract

Neste estudo é apresentado um procedimento simples, de baixo custo e que segue os preceitos da química verde para a síntese de pontos de carbono (CDs) e sua aplicação para determinação de Cu 2+ em amostras ambientais. O caldo de cana-de-açúcar foi utilizado como fonte natural renovável para a produção de CDs. Os CDs foram sintetizados por tratamento hidrotérmico mantendo a temperatura constante (250° C) por um período de 6 horas. Os CDs obtidos foram caracterizados usando as técnicas de fluorescência, espectroscopia de infravermelho por transformação de Fourier (FTIR) e UV-visível. Através da microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e espalhamento dinâmico de luz foi constatada a formação de CDs com um tamanho médio de 1 nm. Os CDs sintetizados foram funcionalizados com cuprizona (CPZ) e aplicados na determinação de Cu 2+ em água. O método baseou-se na atenuação de fluorescência emitida pelo CDs/CPZ induzida pelos íons Cu 2+ . No estudo da seletividade, os resultados mostraram que CDs funcionalizados com CPZ apresentaram uma resposta mais seletiva para os íons Cu 2+ em comparação os CDs não funcionalizados com a CPZ. O limite de detecção do método foi 7,6 ×10 -7 mol L -1 com um intervalo linear de 5,12 a 100 mol L -1 para o íon Cu 2+ . O método proposto é uma alternativa simples, sustentável e viável para a determinação de Cu 2+ em água natural.

A simple, low-cost and environmental friendly procedure for synthesizing of carbon dots (CDs) and its application for determination of copper (II) is presented. In this work sugarcane juice was used as a renewable natural source for the production of CDs. The CDs were synthesized from sugar cane juice, via hydrothermal treatment at 250° C temperature for 6.0 hours. Through the techniques of transmission of electron microscopy (TEM) and dynamic light scattering was found the formation of CDs with an average size of 1 nm. CDs were also characterized using fluorescence techniques, UV and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The synthesized CDs has been functionalized with cuprizone (CPZ) and applied to the selectivity determination of Cu 2+ in water which is based on Cu 2+ -induced fluorescence quenching of CDs/CPZ. In the study of the selectivity the results showed that CDs/CPZ has a high response toward Cu 2+ compared to other heavy metal ions. The method detection limit was 7.6 × 10 -7 mol L -1 with a linear dynamic range from 5 to 100 mol L -1 of Cu 2+ . Therefore, the proposed method shows a viable alternative for determining Cu 2+ in natural water.