Nanoestructuras Híbridas De Óxido De Grafeno Y Au@PdNps Con Actividad Electrocatalítica

LACCONI GABRIELA I.; FIORAVANTI F; LOIACONO ANTONELLA; CHIERICI JUAN

Congreso; XXIV CONGRESO DE LA SOCIEDAD IBEROAMERICANA DE ELECTROQUÍMICA; 2020

Los nanomateriales híbridos que contienen láminas de grafeno o sus derivados, han surgidocomo un nuevo modelo de materiales con vastas potencialidades, en electrónica,optoelectrónica, tecnología energética, diseño de membranas, detección y aplicacionesbiomédicas, entre otras. Los últimos años, hemos diseñado plataformas híbridas de grafenocon nanopartículas (Nps) plasmónicas para mejorar los métodos de análisis de superficiecon espectroscopías SERS (dispersión Raman intensificada por la superficie) y TERS(espectroscopía Raman intensificada por una punta de prueba) (1).En esta comunicación mostramos simples estrategias electroquímicas (2,3) llevadas a cabopara obtener estructuras híbridas de GO-PdNps y GO-Au@PdNps (GO = óxido de grafeno),dispersas en solución. Las estructuras híbridas independientes en solución acuosa seobtuvieron mediante electroreducción galvanostática (-100 mAcm-2 durante 10 min) de la dispersión acuosa de GO en presencia de H2PdCl4 (2mM) y Polivinilpirrolidona-PVP (16 gL-1), con electrodo de disco rotante de Au (1000 rpm). La morfología y la estructura de loshíbridos rGO-PdNps se determinaron mediante microscopías óptica, por barrido de sondas(AFM) y electrónica (SEM y TEM), mientras que la información química se registró a travésde espectroscopías de fotoelectrones de rayos X (XPS) y Raman. Adicionalmente, seobtuvieron partículas dispersas de rGO-Au@PdNps, a través de desplazamiento galvánicocon depósito de Au y disolución del Pd.Las aplicaciones en electrocatálisis para la reacción de desprendimiento de hidrógeno (RDH)y para la reducción de oxígeno (RRO), son evaluadas al incorporar la dispersión del híbridosobre electrodos de carbono vítreo.El electrodo modificado con Au presenta un aumento de 80 % de la densidad de corrientepara RDH en medio ácido a -1.5VSCE. Por otra parte, el potencial de inicio de corriente deRDH es 70 mV menor con el híbrido rGO-Au@Pd que en el caso de rGO-Pd. Los valores dependientes de Tafel para RDH con catalizadores rGO-Pd y rGO-Au@Pd son -0.136 Vdec-1y -0.165 Vdec-1, respectivamente. Los resultados indican que la reacción procede mediante diferentes mecanismos.Por otra parte, el estudio de la RRO con el electrodo conteniendo rGO-Au@Pd evidenciaque la etapa determinante de la reacción es la transferencia de dos electrones (pendientede Tafel -0.115 V dec-1) en medio ácido. Adicionalmente se analizó la tolerancia de loselectrodos a diferentes alcoholes (metanol, etanol, etilenglicol, isopropanol y glicerol) enH2SO4 encontrándose que este catalizador es altamente resistente al crossover como cátodopara celdas de combustible de alcohol directo.