MOF-Cu e MOF-Zn funcionalizadas com óxido de grafeno como sorvente na técnica de microextração em fase sólida dispersiva para a determinação de poluentes emergentes na água

Abstract

Este trabalho propõe o uso de redes metalorgânicas (MOFs) de cobre (Cu) e zinco (Zn) funcionalizadas com óxido de grafeno (MOF-Cu@GO e MOF-Zn@GO) como sorventes na técnica de microextração em fase sólida dispersiva (DμSPE) para a determinação de poluentes emergentes (PE) de diferente natureza: Losartana potássica (LP), Triclosan (TN) e Bisfenol A (BA) em amostras de água. As sínteses das MOFs foram realizadas em condições solvotermais e de refluxo, os materiais porosos e de boa estabilidade obtidos foram caracterizados por XRD, XPS, FTIR, TGA, RAMAN, BET, MEV e potencial Zeta. A influência de diferentes parâmetros no método DμSPE foi estudada utilizando o planejamento fatorial fracionário 25-1 e o planejamento composto central (CCD) para o MOF-Cu@GO e análise univariada para o MOF-Zn@GO. Os resultados indicaram que o processo de adsorção foi espontâneo e endotérmico seguindo a cinética do modelo de pseudo-segunda ordem e a isoterma de Freundlich. A capacidade máxima de adsorção dos sorventes foi de 415 mg·g-1 para o MOF-Cu@GO com a LP e 300 mg·g-1 e 275 mg·g-1 para MOF-Zn@GO com o TN e BA, respectivamente. O mecanismo de adsorção proposto dos PE no MOF-M@GO (M = Cu ou Zn) procedeu através de interação eletrostática, ligações de hidrogênio, sítios insaturados do ligante e interações π-π. A quantificação dos analitos foi determinada usando cromatografia líquida de alta eficiência com detecção UV-VIS (HPLC-UV-VIS). De acordo com as características e propriedades dos MOFs o material que mostrou maior afinidade sob condições otimizadas com a LP foi o MOF-Cu@GO com porcentagens de extração de 99,8 ± 2,6% e para o TN e BA o MOF-Zn@GO com porcentagens de extração de 96,7 ± 1,2% e 90,4 ± 1,4%, respectivamente. Foram empregados as MOF-Cu@GO e MOF-Zn@GO como sorvente para a pré-concentração dos PE e o método proposto apresentou limite de detecção de 25 ng·mL-1 para LP, 45 ng·mL-1 para TN e 50 ng·mL-1 para BA, o intervalo linear foi de 0,1 a 50 μg·mL-1 dos PE (r2 = 0,9980) e o desvio padrão (n = 5) menor que 2%. A exatidão foi medida através de estudo de recuperação em amostras de água e foram obtidas porcentagens de recuperação de 100,3 ± 1,1 %. Os materiais obtidos podem ser utilizados em até 3 ciclos com tempo de determinação de 30 min indicando boa estabilidade e reutilização das MOFs. Pode-se concluir que as MOF-Cu@GO e MOF-Zn@GO usadas na DμSPE são sorventes rápidos e eficientes para a pré-concentração de poluentes emergentes de diferentes naturezas em amostras aquosas.