Dissertação
Síntese de nanopartículas de ouro e prata em óleo de mamona para a obtenção de espectros SERS de agrotóxicos
Autor
Martini, William da Silva
Institución
Resumen
SERS substrates based on thin films from metallic gold and silver nanoparticles dispersed in castor oil were used for the characterization of the adsorption of pesticide molecules. The adsorption on the gold and silver metallic surfaces of three pesticides was analyzed: 2,4-D, Diuron and Tebuconazole. The thin films obtained from the plasmonic Au and Ag nanoparticles dispersed in castor oil allow the identification of the adsorption of pesticide molecules by surface enhanced Raman scattering (SERS) spectroscopy which technique has the capability of detecting molecules in concentrations of approximately parts per million units, when compared with the conventional Raman spectroscopy technique. The band assignments for the pesticides 2,4-D, Diuron and Tebuconazole were made by the analysis of the recorded SERS spectra. It was possible to verify that the molecular site involved in the adsorption of the 2,4-D pesticide on the metallic surface is the carboxylate group, with the phenyl ring close to a position perpendicular to its surface. The assignment to Diuron's SERS spectrum allowed us to infer that the two nitrogen groups present in the molecules are the sites of interaction with the surface of gold nanoparticle. On the other hand, for the Tebuconazole pesticide the intensification of SERS bands attributed to the normal modes of the triazole group, allows to affirm the interaction with the metal surface occurs by this functional group. The study of the interactions of pesticide molecules with the metallic nanoparticles in different substrates allowed the determination of the most favorable conditions for the occurrence of adsorption. Therefore, the thin film obtained by the dissolution of the analites in the suspension used for the deposition of the nanoparticles was the most suitable medium for obtaining the SERS spectra of the pesticides indicating that the solubility in the hydrophobic medium favored adsorption on the metal surface. The hydroxyl groups, present in the structure of the castor oil triacylglycerol, proved to be effective agents in the formation and stabilization of the synthesized metallic nanoparticles and favored the interaction of pesticide molecules in experiments with thin films. Substratos SERS baseados em filmes finos de nanopartículas metálicas de ouro e prata dispersas em óleo de mamona foram utilizados para caracterização da adsorção de moléculas de agrotóxicos. Foram analisadas as adsorções nas superfícies metálicas de ouro e prata de três agrotóxicos: 2,4-D, Diuron e Tebuconazol Os filmes finos obtidos a partir das nanopartículas plasmônicas de Au e Ag dispersas em óleo de mamona permitiram a identificação da adsorção de moléculas de agrotóxicos pela espectroscopia por espalhamento Raman intensificado por superfície (SERS) que possui capacidade de detectar moléculas em concentrações de, aproximadamente, partes por milhão de unidades com mais eficiência quando comparada à técnica convencional de espectroscopia Raman. As atribuições de bandas para os agrotóxicos 2,4-D, Diuron e Tebuconazol foram feitas pela análise dos espectros SERS obtidos. Foi possível verificar que o sítio molecular envolvido na adsorção do agrotóxico 2,4-D sobre a superfície metálica é o grupo carboxilato, com o anel fenílico próximo a uma posição perpendicular à sua superfície. As atribuições do espectro SERS do Diuron permitiram inferir que os dois grupos de nitrogênio presentes nas moléculas são os sítios de interação com a superfície da nanopartícula de ouro. Já para o agrotóxico Tebuconazol, a intensificação das bandas SERS atribuídas aos modos normais do grupo triazol, permitiram afirmar que a interação com a superfície do metal ocorre por esse grupo funcional. O estudo das interações das moléculas de agrotóxicos com as nanopartículas metálicas em diferentes substratos permitiu determinar as condições mais favoráveis para a ocorrência de adsorção. Portanto, o filme fino obtido pela dissolução do analito na suspensão utilizada na deposição das nanopartículas foi o meio mais adequado para a obtenção dos espectros SERS dos agrotóxicos, indicando que a solubilidade no meio hidrofóbico favoreceu a adsorção na superfície metálica. Os grupos hidroxila, presentes na estrutura do triacilglicerol do óleo de mamona, mostraram-se agentes efetivos na formação e estabilização das nanopartículas metálicas sintetizadas e favoreceram a interação das moléculas de agrotóxicos em experimentos com filmes finos. CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior