Estudio del mecanismo de reducción de Cu2O mediante alcanotioles.

CALDERÓN C. A., OJEDA C., PAREDES-OLIVERA P., MACAGNO V. A., PATRITO E. M.

La Plata, Argentina

Congreso; IV Encuentro de Química y Física de Superficies; 2009

La formación de monocapas autoensambladas compactas en superficies de cobre es difícil de lograr debido la capa de óxido que se forma espontáneamente cuando el metal se expone al aire o agua. Se usan diferentes estrategias para asegurar las mejores condiciones para la formación de una monocapa compacta, las cuales se basan en los pretratamientos de las superficies y la naturaleza del solvente de la solución de formación. En este trabajo mostramos que, al exponer la superficie de Cu a una solución acuosa conteniendo alcanotioles, la cantidad de óxido formado espontáneamente que queda remanente en el metal es bastante menor que la de una superficie de Cu expuesta a una solución no polar (n-hexano) del mismo tiol. Además, la capa formada en medio acuoso muestra mejores propiedades de pasivación que las formadas en el medio apolar. Mediante cálculos de Teoría de Funcional de Densidad se estudió el mecanismo de reducción del Cu2O mediante alcanotioles, y la relevancia del medio de inmersión. La reducción del óxido requiere la protonación de un átomo de O superficial, el que actúa como una base de Lewis. En el solvente apolar, el protón proviene del grupo –SH del alcanotiol, mientras que en el medio alcalino este protón es cedido por las moléculas de agua del solvente. La diferencia entre las barreras de activación de estos procesos, como así también la diferencia de la concentración del donor de protones en ambos casos, es lo que determina que la reducción de Cu2O sea más eficiente en la solución acuosa del alcanotiol, que en la solución apolar. Esto da lugar a la formación de monocapas de menor calidad cuando se utiliza medio acuoso para la solución de formación.