Integrazione di nanomateriali magnetici adsorbenti su elettrodi serigrafati per il rilevamento dei PFAS

Le sostanze per- e polifluoroalchiliche (PFAS) comprendono migliaia di composti di origine antropica, molti dei quali persistenti, mobili e tossici. La loro diffusione ambientale rende prioritario sviluppare sistemi efficaci per la rimozione e il rilevamento. In questa tesi, nanoparticelle di magnetite funzionalizzate con polietilenimmina (Fe3O4-PEI) sono state studiate come materiali adsorbenti e integrate in un sensore impedimetrico per il rilevamento dell’acido perfluoroottanoico (PFOA). La capacità di adsorbimento, valutata mediante prove in batch e cromatografia liquida accoppiata spettrometria di massa (LC-MS), ha mostrato un rapido raggiungimento di condizioni prossime all’equilibrio entro 20 minuti e un valore di 5970 ± 62 µg g-1 nella regione del plateau. Le nanoparticelle sono state depositate su elettrodi serigrafati mediante drop casting convenzionale e magneticamente assistito, utilizzando un supporto realizzato tramite stampa 3D. La caratterizzazione mediante spettroscopia di impedenza elettrochimica, in presenza della coppia redox [Fe(CN)6]³-/⁴-, ha mostrato che il PEI riduce la resistenza al trasferimento di carica rispetto alle nanoparticelle non funzionalizzate, mentre l’interazione del PFOA con i siti cationici del PEI determina un incremento della resistenza dipendente dalla concentrazione. Il sensore sviluppato ha mostrato un limite di rivelabilità (LOD) inferiore a 1 ng L-1, al di sotto dei valori limite previsti dalla normativa vigente per le acque potabili. I risultati confermano il potenziale delle Fe3O4-PEI sia come materiale adsorbente sia come componente di sensori per il PFOA. Ulteriori studi dovranno valutarne la selettività, la robustezza e l’applicabilità a campioni ambientali reali, per il monitoraggio a basso costo in situ.