dissertação
Modelo de grafeno funcionalizado e suas interações com os agrotóxicos sulfoxaflor e clorpirifós
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Editor
Universidade Federal de Lavras
Faculdade, Instituto ou Escola
Departamento
Departamento de Química
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Agroquímica
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
Com a demanda cada vez maior para a produção de alimentos, muitos agricultores fazem o
uso de pesticidas para o controle de pragas, porém o manuseio incorreto e superdosagens
podem levar a contaminação além do limite permitido em alimentos, solo e água. Com isso há
a necessidade do desenvolvimento de compostos capazes de realizar o tratamento da água e
dos solos contaminados. A adsorção é um processo muito utilizado para este tipo de
tratamento e o óxido de grafeno (OG) se destaca como uma nanotecnologia para aplicação
como adsorvente, por sua área superficial externa e a presença de grupos oxigenados que
permitem interações com diversos compostos. A estrutura morfológica do óxido de grafeno é
bastante variada, devido à sua dependência com sua forma de síntese o estudo teórico desse
sistema molecular se torna difícil. O objetivo deste trabalho é a determinação de estruturas
teóricas de OG que sejam compatíveis com estruturas reais para aplicação no estudo da
adsorção dos pesticidas sulfoxaflor e clorpirifós em óxido de grafeno. Para validação das
estruturas de óxido de grafeno teóricas construídas foram utilizados dados experimentais da
adsorção dos corantes índigo carmim e azul de metileno em OG. As folhas de OG foram
construídas por meio do software GO-MODEL que adiciona de forma aleatória os grupos
oxigenados epóxidos e hidroxilas a estrutura de OG. Foi utilizado o método teórico semiempírico
GFN-xTB para o estudo das adsorções, todos os sistemas foram otimizados em
solvente implícito. Foram feitas simulações teóricas de adsorção dos corantes em OG. As
estruturas de OG construídas que obtiveram resultados teóricos compatíveis com os dados
experimentais de adsorção para os corantes foram aplicadas no estudo teórico da adsorção dos
pesticidas em óxido de grafeno.
Abstract
With the increasing demand for food production, many farmers use pesticides to control pests,
but incorrect handling and overdoses can lead to contamination beyond the permitted limit in
food, soil, and water. Therefore, there is a need for the development of compounds capable of
treating contaminated water and soil. Adsorption is a widely used process for this type of
treatment, and graphene oxide (OG) stands out as nanotechnology for application as an
adsorbent due to its external surface area and the presence of oxygenated groups that allow
interactions with various compounds. The morphological structure of graphene oxide is quite
varied due to its dependence on its form of synthesis the theoretical study of this molecular
system becomes challenging. The objective of this work is the determination of theoretical
structures of OG that are compatible with real structures for application in the study of
adsorption of the pesticides sulfoxaflor and chlorpyrifos on graphene oxide. Experimental
data of the adsorption of indigo carmine and methylene blue dyes on OG were used to
validate the theoretical graphene oxide structures built. The OG sheets were constructed using
GO-MODEL software that randomly adds the oxygenated epoxide and hydroxyl groups to the
OG structure. The GFN-xTB semi-empirical theoretical method was used to study the
adsorptions, all systems were optimized in implicit solvent. Theoretical simulations of the
adsorption of the dyes onto OG were performed. The constructed OG structures that obtained
theoretical results compatible with the experimental adsorption data for the dyes were applied
to the theoretical study of pesticide adsorption on graphene oxide.
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SOUZA, L. C. A. Modelo de grafeno funcionalizado e suas interações com os agrotóxicos sulfoxaflor e clorpirifós. 2021. 79 p. Dissertação (Mestrado em Agroquímica) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.
