Desenvolvimento de polímeros molecularmente impressos orientado por modelagem molecular para remoção seletiva e detecção do corante Direct Yellow 50

Abstract

Corantes sintéticos da indústria têxtil, como o Direct Yellow 50 (DY50), são reconhecidos como importantes poluentes aquáticos devido à sua alta estabilidade e baixa biodegradabilidade. Nesse contexto, este estudo teve como finalidade realizar a modelagem molecular com ênfase na seleção racional do monômero funcional, seguida da síntese, caracterização e aplicação de um Polímero Molecularmente Impresso (MIP) voltado à remoção seletiva do corante DY50 em meio aquoso, bem como sua integração em um sensor eletroquímico destinado à detecção analítica desse corante. Os cálculos de Teoria do Funcional de Densidade (DFT) indicaram a acrilamida como monômero de maior affinity pelo analito, orientando a síntese do MIP com N,N’-metilenobisacrilamida como reticulante. As análises de caracterização confirmaram a formação da rede polimérica e evidenciaram diferenças estruturais entre o MIP e o Polímero Não Impresso (NIP). Nos ensaios de adsorção, o MIP apresentou remoção de 91% em pH 3, enquanto o NIP atingiu 23%. O modelo de pseudo-primeira ordem apresentou o melhor ajuste aos dados cinéticos. As isotermas foram mais bem descritas pelo modelo de Langmuir, confirmando o caráter de adsorção em monocamada previsto por esse modelo. A seletividade foi comprovada pelos valores de α, com 3,94 para o DY50 e < 1 para os corantes Vermelho Ácido 114, Amarelo Ácido 23 e Verde de Bromocresol, e pelos fatores β entre 1,92 e 7,70, evidenciando um reconhecimento molecular eficiente. Além disso, o material foi aplicado em amostras reais de água do Rio Piranhas (RN), apresentando recuperações satisfatórias e evidenciando a aplicabilidade do método em matriz ambiental. No desenvolvimento do sensor eletroquímico, o eletrodo MIP/CPE (Eletrodo de Pasta de Carbono) exibiu desempenho significativamente superior ao NIP/CPE. Em amostras reais de água de rio, coletadas nos rios Jacaré Pepira e Jacaré Guaçu (SP), o sensor MIP/CPE apresentou recuperações entre 90% e 110%, com excelente concordância com HPLC (Cromatografia Líquida de Alta Eficiência). Desse modo, o MIP desenvolvido apresenta elevada afinidade, seletividade e capacidade analítica, sendo altamente promissor para processos de remoção e detecção do DY50 em sistemas aquosos.