Absorcion espontánea de nanoparticulas de oro tioladas sobre HOPG: caracterización superficial y actividad electroquímica

D. GRUMELLI; C. VERICAT; G. BENITEZ; M.E. VELA; R.C. SALVAREZZA; L. J. GIOVANETTI; JOSE MARTIN RAMALLO LOPEZ; F. G. REQUEJO

Tandil, Prov. de Bs. As.

Congreso; XV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2007

En los últimos años los estudios de nanopartículas de oro (AuNP) soportadas sobre diferentes sustratos han atraído considerablemente la atención por su variedad de aplicaciones en catálisis heterogénea y electrocatálisis, para biosensores, en diagnóstico médico y en ensayos de microanálisis. En particular, las nanopartículas metálicas inmovilizadas sobre grafito pirolítico altamente orientado (HOPG) pueden ser consideradas como un sistema modelo para otros más complejos de nanopartículas soportadas sobre nanotubos de carbono (CNT). La funcionalización de las superficies de carbono o de las AuNP (en este último caso, con linkers que se unen también covalentemente al grafito) han sido algunas de las estrategias más usadas para obtener superficies de grafito modificadas con AuNP, tanto para CNT de pared simple como de pared múltiple. Sin embargo, la unión covalente de linkers no es conveniente porque puede provocar cambios no deseados en las propiedades electrónicas de los CNT. Es por ello que se requieren otros métodos para obtener depósitos mas uniformes, combinados con procedimientos de limpieza eficientes. En este trabajo se demuestra que es posible adsorber AuNP tioladas sobre HOPG a partir de soluciones de las nanopartículas en hexano por simple inmersión de los sustratos. Las AuNP se adsorben sobre el HOPG, mientras que las moléculas de tioles débilmente unidas no lo hacen. Mediante cambios en la concentración de las NP o en el tiempo de adsorción puede controlarse el cubrimiento del sustrato desde submonocapas a multicapas. El sistema ha sido caracterizado por XANES (en el borde K del S), EXAFS (en el borde L3 de Au), XPS, STM en aire y mediciones electroquímicas. El sistema AuNP- HOPG es electroquímicamente activo y los tiolatos pueden ser eliminados por desorción reductiva. Los potenciales de electrodesorción de los tioles difieren de los encontrados para superficies planas de Au, pero son similares a los hallados para superficies de Au rugosas. Durante la desorción se observa la pérdida de NP adsorbidas, lo cual indica que la interacción de la cadena hidrocarbonada es importante en la estabilización de las AuNP sobre la superficie de HOPG. Se ha observado además que las AuNP tioladas inmovilizadas forman islas aisladas del tamaño de los nm y que no se produce sinterizado luego de la desorción del tiol. Los electrodos de HOPG modificados con AuNP exhiben un perfil de corriente/ potencial similar al correspondiente para electrodos de oro policristalinos. Además de servir como sistema modelo, la adsorción espontánea de AuNP sobre electrodos de grafito puede ser usada para crear superficies catalíticamente activas de manera sencilla, o para remover los tioles de las NP metálicas (importante en el tratamiento de residuos de NP), entre otras aplicaciones.