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Título
Luminescent sensors for emerging contaminants based on Eu3+ complexed by clay minerals - amino acids hybrid materials
Otros títulos
Sensores luminescentes para
contaminantes emergentes baseados em
Eu3+ complexado em materiais híbridos
argilominerais - aminoácidos
Sensores luminiscentes para contaminantes
emergentes basados en Eu3+ complejado en
materiales híbridos minerales arcillosos -
aminoácidos
Autor(es)
Director(es)
Materia
Tesis y disertaciones académicas
Universidad de Salamanca (España)
Tesis Doctoral
Academic dissertations
Contaminación, Lucha contra la
Fosforescencia
Materiales ópticos
Clasificación UNESCO
3303 Ingeniería y Tecnología Químicas
3308 Ingeniería y Tecnología del Medio Ambiente
3312 Tecnología de Materiales
Fecha de publicación
2022
Resumen
[EN] With the advancement of social and economic development in recent
decades, millions of chemical compounds are dumped into natural effluents,
putting both the biome and human health at risk. The lack of research and
knowledge about the behavior of these contaminants in the environment, as
well as the emergence of new substances from the mixture of these pollutants
are a challenge for green chemistry. Thus, hybrid materials of clay minerals and
amino acids complexed to the Eu3+ ion were synthesized to be applied as
luminescent sensors of contaminants Cr3+, caffeine and estrogen. Lanthanide
ions have unique optical properties such as: they have thin emission bands and
long emission lifetimes, which provide the sensor with selectivity and sensitivity
(necessary prerequisites mainly for quantification of the analytes at reduced
concentrations). The natural clay mineral kaolinite and the synthetic clay
minerals hydrotalcite, LAPONITE® and saponite were used as matrices for the
luminescent complexes and the amino acids phenylalanine and proline were
used as ligands, as well as the secondary ligand tenoyltrifluoroacetone (tta) was
used. The materials were characterized by X-ray diffraction, infrared molecular
absorption spectroscopy, thermal analysis, scanning electron microscopy,
UV/Visible and luminescence spectroscopy. Materials with phenylalanine had
better optical properties and higher quantum emission yields (from 15 to 52%).
The kaolinite samples showed higher interaction strengths with the complexes
and both the kaolinite and saponite samples showed good properties as a
luminescent sensor for Cr3+ and caffeine contaminants with linear correlation
greater than 97%. The adsorption kinetic studies showed better convergence
for the pseudo-second order model, while the equilibrium studies showed
greater convergence for the Freundlich isotherm. [ES] Con el avance del desarrollo social y económico en las últimas décadas,
millones de compuestos químicos se vierten en efluentes naturales, poniendo
en riesgo tanto el bioma como la salud humana. La falta de investigación y
conocimiento sobre el comportamiento de estos contaminantes en el medio
ambiente, así como la aparición de nuevas sustancias a partir de la mezcla de
estos contaminantes son un desafío para la química verde. Teniendo esto en
cuenta, se sintetizaron materiales híbridos de minerales arcillosos y
aminoácidos complejados con el ion Eu3+ para aplicarlos como sensores
luminiscentes de contaminantes Cr3+, cafeína y estrógeno. Los iones lantánidos
tienen propiedades ópticas únicas, tales como bandas de emisión delgadas y
un tiempo de vida de emisión prolongada, lo que proporciona al sensor
selectividad y sensibilidad (requisitos previos necesarios principalmente para la
cuantificación de analitos en concentraciones reducidas). El mineral de arcilla
natural caolinita y los minerales de arcilla sintética hidrotalcita, LAPONITA® y
saponita se utilizaron como matrices para los complejos luminiscentes y los
aminoácidos fenilalanina y prolina como ligandos, así como el ligando
secundario tenoiltrifluoroacetona (tta). Los materiales se caracterizaron por
difracción de rayos X, espectroscopía de absorción molecular infrarroja, análisis
térmico, microscopía electrónica de barrido, espectroscopía UV/Visible y de
luminiscencia. Los materiales con fenilalanina mostraron mejores propiedades
ópticas y mayores rendimientos de emisión cuántica (del 15 al 52%). Las
muestras de caolinita mostraron mayores fuerzas de interacción con los
complejos y tanto las muestras de caolinita como de saponita mostraron
buenas propiedades como sensor luminiscente para contaminantes de Cr3+ y
cafeína con correlación lineal superior al 97%. Los estudios de cinética de
adsorción mostraron una mejor convergencia para el modelo de pseudo
segundo orden, mientras que los estudios de equilibrio mostraron una mayor
convergencia para la isoterma de Freundlich
URI
DOI
10.14201/gredos.149562
Colecciones