Estrategia Electroquímica para la Obtención de Materiales tipo Grafeno. Caracterización Morfológica, molecular y Electroquímica

ROMINA VALENTI; CLAUDIO A. GERVASI; EDUART GUTIÉRREZ PINEDA; MARÍA JOSÉ RODRÍGUEZ PRESA

Bogotá

Congreso; Expotech 2021; 2022

Universidad Nacional Abierta y a Distancia (UNAD)

Desde el comienzo de la "era de grafeno" post-2004, ha habido un gran interés en el desarrollo de materiales a base de grafeno de alta pureza, alto rendimiento y con una ruta de fabricación escalable, tanto para fines de investigación primaria y producción industrial. Desde entonces han sido propuestas varias rutas aplicadas a la producción de grafeno incluyendo exfoliación mecánica de grafito, exfoliación en fase química, oxidación del grafito, pirolisis, entre otras. Pero, ninguna de estas rutas es razonable en costos energéticos y de demanda para producir a gran escala, sin mencionar que algunos de estos métodos no son adecuados desde el punto de vista ambiental. Se propone en este trabajo una ruta de síntesis para la obtención de óxido de grafeno a partir de grafito, empleando etapas sucesivas de intercalación y exfoliación electroquímica en H2SO4 de distinta concentración. Se ensayaron diferentes condiciones de potencial de intercalación y de exfoliación y tiempo de aplicación para cada etapa, así como diferentes concentraciones de ácido. La morfología, composición y defectos estructurales del material obtenido fueron caracterizados mediante Microscopía Electrónica de Transmisión, Espectroscopia de Fotoelectrones Emitidos por Rayos X y Espectroscopia Raman respectivamente. Para evaluar la actividad electroquímica de estos materiales se utilizó la cupla ferrocianuro-ferricianuro como par redox testigo y las técnicas de voltamperometría cíclica y espectroscopía de impedancia electroquímica. Los resultados obtenidos muestran la obtención de materiales grafénicos mediante una estrategia simple, económica y amigable con el ambiente. Los mismos no mostraron poseer mejor actividad electrocatalítica frente a la cupla ferro-ferricianuro respecto del carbón vítreo, pero si la posibilidad de controlar la relación C/O y el grado de sulfatación, parámetros que determinan sus propiedades electroquímicas y posibles aplicaciones en el desarrollo de sensores electroquímicos.