Modulación del contenido de N en óxidos de grafeno modificados con nitruro de carbono para la catálisis de la reacción de reducción de oxígeno.

PODETTI, FLORENCIA S.; BALACH, JUAN; MORALES, GUSTAVO M.

Rio Cuarto

Encuentro; XXI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2022

Universidad Nacional de Río Cuarto

La presencia de nitrógeno en catalizadores a base de carbono puede mejorar la actividad catalítica de reacciones electroquímicas específicas, p. ej, la reacción de reducción de oxígeno (ORR), debido a sus propiedades de donante-aceptor de electrones [1]. En este sentido, el nitruro de carbono grafítico (g-C3N4) es un material prometedor debido a su alto contenido de N y bajo costo [2]. Sin embargo, la actividad electrocatalítica de g-C3N4 está restringida por su baja conductividad eléctrica. La combinación con materiales de carbono puede mejorar el rendimiento de ORR mediante el aumento de la conductividad y el área superficial. En este trabajo, se sintetizó un material compuesto a partir de óxido de grafeno (GO) y g-C3N4 en diferentes proporciones y se evaluó la actividad electrocatalítica hacia la ORR en una disolución de KOH 0,1 M. El GO se sintetizó a partir del método de Hummers y Offeman, mientras que el g-C3N4 se obtuvo vía policondensación térmica de melamina y posterior exfoliación. El grado de dopaje con N se determinó a partir de espectroscopia por transformada de Fourier (FTIR) y espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS). Luego, el desempeño electroquímico frente a la ORR se realizó utilizando un electrodo de disco rotatorio. Se observó que un mayor contenido de N en el material compuesto no conduce necesariamente a una mayor actividad electrocatalítica; más bien, es el tipo y proporción de grupos N lo que determina la actividad frente a la ORR. En el trabajo se discutirá el efecto del contenido y tipo de N en los materiales de GO dopados sobre el despeño electrocatalítico para la ORR.