Novedoso nanomaterial híbrido basado en nanotubos de carbono de pared múltiple y MOF-199 para el sensado electroquímico de H2O2

GALLAY, PABLO; VASCHETTI, V; EUGENIO OTAL; DALMASSO, PABLO D; RIVAS, GUSTAVO

San Juan

Congreso; Congreso Argentino de Quimica Analitica; 2023

AQA

Los nanotubos de carbono (CNTs) han sido ampliamente usados para el desarrollo de sensores electroquímicos debido a sus propiedades intrínsecas tales como su gran área superficial, su actividad catalítica hacia diferentes analitos y la facilidad que ofrecen para su funcionalización. Sin embargo, a pesar de estas propiedades, se requiere un paso previo de dispersión/funcionalización, covalente o no covalente, antes de emplear estas nanoestructuras en la construcción de sensores electroquímicos. En este contexto, las estructuras metal-orgánicas (MOFs) se posicionan como una nueva generación de agentes dispersantes, las cuales podrían favorecer la formación de una red de conducción interconectada que propicia la transferencia de carga. Este trabajo presenta: i) el primer estudio sobre el uso de MOF-199 como agente dispersante de CNTs de pared múltiple (MWCNTs), ii) el efecto de distintas variables experimentales (concentración de MWCNTs, concentración de MOF-199, tiempo de aplicación de ultrasonido) sobre la electroactividad y estabilidad del nanomaterial híbrido resultante, y iii) la aplicación analítica de sensores electroquímicos desarrollados con MWCNT–MOF-199 para la determinación de peróxido de hidrógeno (H2O2). Los nanohíbridos MWCNT–MOF-199 fueron caracterizados empleando técnicas electroquímicas (CV, amperometría) y microscopía SEM acoplada a EDX, siendo el óptimo obtenido con 0,50 mg mL-1 de MWCNTs dispersos en 1,00 mg mL-1 de MOF-199, preparado en Nafion 0,1%, y 30 min de sonicado. Con fines analíticos, se estudió la respuesta amperométrica a -100 mV de electrodos de carbono vítreo (GCE) modificados con el nanohíbrido óptimo (GCE/MWCNT–MOF-199) en presencia de H2O2, obteniéndose una sensibilidad de (12,7 ± 0,2) mA M-1 y un límite de detección de 2 M. De manera comparativa, se evaluó la respuesta de GCE modificado con MWCNTs (GCE/MWCNT) o con MOF-199 (GCE/MOF-199). En ambos casos, la sensibilidad fue considerablemente menor que la obtenida sobre GCE/MWCNT–MOF-199, siendo (0,115 ± 0,08) mA M-1 para GCE/MWCNT y (0,0088 ± 0,0003) mA M-1 para GCE/MOF-199. A partir del análisis de la performance hacia H2O2 de las diferentes plataformas estudiadas, se puede indicar que la asociación del MOF-199 y los MWCNTs permite un gran sinergismo en la reducción de dicho (bio)analito y, a partir de ello, el desarrollo de una nueva plataforma electroquímica para la cuantificación sensible de H2O2.