Preparación y caracterización de ultra-microelectrodos de grafito con geometría de anillo

M.D. ARCE; J.L. FERNANDEZ; M.R. GENNERO DE CHIALVO; A.C. CHIALVO

Medellin (Colombia)

Congreso; XVIII Congreso de la Sociedad Iberoamericana de Electroquímica; 2008

Sociedad Iberoamericana de Electroquímica SIBAE

Los ultramicroelectrodos (UMEs) presentan altas velocidades de transporte de masa por difusión hacia y desde el electrodo, pudiéndose analizar sobre ellos procesos muy rápidos que normalmente están enmascarados por flujos límites de transferencia de masa, por lo que son interesantes plataformas para el estudio electroquímico de materiales soportados. Los UMEs que se utilizan comúnmente tienen geometría de disco, de esfera/semiesfera y de conos. Una configuración que ha sido poco explorada es la geometría de anillo, sobre la que se pueden obtener aún mayores valores de densidad de corriente límite difusional.   En este marco, se ha desarrollado un método para la preparación de UMEs de grafito con geometría de anillo, basado en la deposición de carbón sobre fibras de cuarzo por pirólisis de benceno a alta temperatura. En un horno tubular a 900ºC en atmósfera de nitrógeno saturado con benceno se realiza la deposición de una capa de grafito pirolítico alrededor de una fibra cónica de cuarzo preparada por estiramiento, durante un tiempo variable entre 1 y 20 min según el espesor deseado para la película. Luego de efectuar el contacto eléctrico, se sella la fibra de cuarzo en resina epoxi inerte y se expone la sección transversal de la misma con el anillo de grafito mediante pulido mecánico bajo control mediante observación con microscopio óptico. De esta manera se ha logrado preparar anillos de diámetros mayores a 0,1 µm.   La caracterización morfológica de estos UMEs fue realizada mediante microscopía óptica, y su respuesta electroquímica fue evaluada mediante voltametría cíclica, lo cual permitió establecer las dimensiones del UME (mediante la corriente límite), la calidad del sellado y del pulido, y cuán inerte es el material en las condiciones donde será utilizado como soporte de catalizadores. Se concluyó que estos electrodos presentan una adecuada conductividad eléctrica y son altamente inertes en cuanto al comportamiento electroquímico en medio ácido.   Se ha demostrado que estos UMEs pueden funcionar sin inconvenientes como soportes de electrocatalizadores, particularmente aquellos que se pueden obtener por electrodeposición. En este sentido, se efectuó su modificación con Pt electrodepositado potenciostáticamente desde soluciones de ácido cloroplatínico. Estos electrodos fueron caracterizados en ácido sulfúrico mediante voltametría y evaluados frente a la reacción de reducción de oxígeno.