Síntesis y caracterización de grafeno por reducción electroquímica de oxido de grafito

MAXIMILIANO A. ZENSICH; CESAR BARBERO; ELENA PASTOR; GABRIEL PLANES; GUSTAVO M. MORALES

Congreso; XVII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2011

Introducción: El grafeno es una de las formas alotrópicas que presenta el carbón. La forma bidimensional, una monocapa de átomos de carbono con hibridación sp2, denominada grafeno por Boehm en 1986, permaneció como una curiosidad hasta que en 2004 se reportó la síntesis de hojas individuales de grafeno. La disponibilidad del material permitió observar una serie de propiedades inusuales que han dado lugar a un extraordinario interés entre la comunidad científica. No obstante, muchas de estas aplicaciones requieren de la disponibilidad de grafeno depositado sobre distintas superficies. Usualmente se deposita el material por evaporación a partir de una solución de oxido de grafito reducido químicamente. En la presente comunicación se presenta un método alternativo de deposición por reducción electroquímica de oxido de grafito en medio acido y básico. Este método presenta la ventaja del control electroquímico que permite regular la cantidad de material depositado, el grado de reducción (grupos oxidados) y el sitio de deposición. Objetivos: Obtener de manera controlada películas de grafeno (estrictamente hablando “oxido de grafeno reducido”) sobre superficies conductoras. Resultados y Conclusiones: Se emplea como material de partida oxido de grafito (GO) sintetizado por el método de Hummers y Offeman.[1] La electrodeposición se realiza a partir de una solución de GO en acido perclórico e hidróxido de sodio (0,1M) respectivamente. La reducción se efectúa por voltamperometría cíclica y saltos de potencial. En ambos medios se observa un depósito carbonoso sobre la superficie de los electrodos empleados (Pt, Au, ITO y carbono vítreo) a aproximadamente -600 mV (vs ENH). El proceso de deposición estudiado por espectroscopia infrarroja in-situmuestra la desaparición de bandas a 3650, 3220, 1660, 1380, 1250 cm-1 asociadas a −OH, H2O, C=O, Ar−OH, C−O−C y la aparición de una banda a 1440 cm-1 asociada a C=C aromático respectivamente. De lo anterior concluye que el proceso de reducción comienza a -600 mV con la correspondiente pérdida de grupos oxidados y el aumento de la hidrofobicidad del depósito (expulsión de agua) debido al aumento en el carácter grafitico de la película. Las características morfológicas del material depositado se analizaron mediante microscopias de barrido electrónico y de fuerza atómica. Referencias [1] Hummers, W. S., Offeman, R.E. J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 1339.