Síntesis de nuevos polímeros de impresión iónicos (IIPs) para la preconcentración de metilmercurio MeHg+ y su aplicación en sensores electroquímicos

• Autor: Mesa Landeo, Ruddy Lucia
• Formato: tesis doctoral
• Fecha de Publicación: 2022
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: UNI-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:cybertesis.uni.edu.pe:20.500.14076/25207
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.14076/25207
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Metilmercurio; Polímeros de impresión iónicos; Sensores electroquímicos; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#1.04.05

El metilmercurio MeHg+ es una especie organometálica producida en los ambientes acuáticos y que es más tóxica que las especies inorgánicas de mercurio Hg2+ y Hgº, pues es soluble en los tejidos grasos de los animales y se bioacumula. En el presente trabajo se realizó estudios para la obtención de polímeros impresos iónicos IIPs selectivos a metilmercurio MeHg+. Previamente, se hizo un estudio computacional para calcular la energía de enlace que se produce en la etapa de prepolimerización empleando el método Teoría Funcional de la Densidad (DFT). A partir de los resultados de la simulación, se seleccionaron 2-mercaptobenzimidazol (MBI) y 2-mercaptobenzotiazol (MBT) como agente quelantes de sulfhidrilo, ácido acrílico (AA) como monómero funcional y etanol como disolvente porogénico. Los IIPs para MeHg+ (IIP-MBI-AA y IIP-MBT-AA) y sus respectivos polímeros control no impresos fueron sintetizados y caracterizados por las técnicas Microscopía electrónica de barrido (SEM), Sorción de N2 con la técnica Brunauer Emmett Teller (BET), Análisis termogravimétrico (TGA) y Espectroscopía infrarroja por transformada de fourier (FT-IR). La capacidad máxima de adsorción de MeHg+ de los polímeros impresos iónicos fueron: IIP-MBT-AA (457 µg L-1) y IIP-MBl-AA ( 157 µg L- 1), que presentaron diferencias significativas con respecto a los polímeros no impresos (en más del 50%). Los valores de coeficiente de selectividad (k) respecto a metales iónicos interferentes para IIP-MBT-AA fueron: MeHg+/Hg2+ (0.86); MeHg+/Cd2+ (260.7); MeHg+/Pb2+ (288.1) y MeHg+/zn2+ (1510.1 ), que revela una adecuada formación de sitios de reconocimiento específicos para iones MeHg+, producto de la impresión realizada durante la síntesis. Se aplicó el polímero impreso IIP-MBT-AA para concentrar MeHg+ en muestras de agua de río con resultados satisfactorios de hasta 95% de recuperación. El polímero impreso IIP-MBT-AA fue utilizado para la preparación de un sensor electroquímico, el cuál fue incorporado a un electrodo de pasta de carbono y MWCNTs (CPE/MWCNTs) para la preconcentración de MeHg+ y su cuantificación empleando la técnica DPASV. Se evaluaron parámetros experimentales que afectan la respuesta del sensor y parámetros analíticos. En condiciones experimentales óptimas, el sensor propuesto (CPE / MWCNTs / IIP- MeHg+) exhibió un rango de respuesta lineal entre 560 - 1500 µg L-1, y límite de detección de 0.538 µg L-1• Para la aplicación del sensor en muestras reales se obtuvo un error relativo aceptable (:S 1 %) para la cuantificación de MeHg+ en muestras de agua.