Evaluación del desempeño catalítico de nanopartículas de Au soportadas en papel

LOPEZ NOVIELLO, LUCIANO HERNÁN; ALVAREZ CERIMEDO MARIA SOLEDAD; AYUDE, MARÍA ALEJANDRA; HOPPE CRISTINA ELENA; BELLINO, MARTÍN GONZALO

Río Cuarto

Encuentro; XXI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2022

Universidad Nacional de Río Cuarto

La reducción del p-nitrofenol (PNP) en presencia de borohidruro de sodio (NaBH4) es una de las reacciones químicas más utilizadas en el estudio del comportamiento catalítico de nanoestructuras metálicas. Dicha reacción es considerada “modelo” debido a que su estudio involucra: equipamiento simple, único producto de formación y cinética sencilla en condiciones de exceso de agente reductor. Sin embargo, el NaBH4 puede tener un rol adicional como “activador” catalítico, siendo capaz de eliminar una gran cantidad de especies de la superficie metálica de las nanopartículas (NPs). Las dispersiones coloidales de NPs de oro (AuNPs) son activas en la reducción del PNP con una eficiencia que varía, principalmente, con el tamaño de las NPs y su recubrimiento superficial. La posibilidad de desarrollar plataformas heterogéneas económicas, que faciliten su reutilización, es el motivo por el cual la integración de estas NPs en soportes flexibles ha cobrado gran interés.En este trabajo se estudió el desempeño catalítico de AuNPs soportadas en papel de filtro sobre la reducción de PNP en presencia de NaBH4. La reacción se llevó a cabo en una cubeta de 3 mL, 25°C y agitación mecánica. La concentración de PNP se monitoreó a partir de la variación de la absorbancia a 400nm en función del tiempo. Se analizó el efecto sobre la actividad catalítica de variables de importancia tales como el método de síntesis, la vía de integración con el papel, la presencia o ausencia de recubrimiento y la adhesión de las nanoestructuras al sustrato. En primera instancia, se utilizaron AuNPs sintetizadas por el método de Turkevich como sistema modelo para comparar la respuesta catalítica de las NPs soportadas sobre papel filtro con las utilizadas en medio coloidal. Se analizó el efecto de la eliminación del recubrimiento de citrato utilizando NaBH4 concentrado como agente de remoción superficial. Por otro lado, se llevó a cabo la síntesis in-situ de AuNPs por reducción directa de ácido tetracloroáurico (HAuCl4) con los grupos reactivos del papel asistida por la acción de vapor de agua a alta temperatura. En este caso las nanoestructuras generadas no están recubiertas con ningún otro estabilizante adicional. Todas las plataformas analizadas resultaron activas en la reducción de PNP en presencia de NaBH4. A modo representativo, se muestra en la figura 1 la evolución de la concentración de PNP en función del tiempo utilizando AuNPs sintetizadas por el método de Turkevich soportadas en papel de filtro. Actualmente, nuestros esfuerzos se orientan a la determinación de las mejores condiciones para la aplicación de la plataforma de papel cargada con AuNPs en catálisis heterogénea.