Funcionalización no covalente de nanotubos de carbono con MCM-41: Diseño de una plataforma electroquímica de alta sensibilidad para el análisis de contaminantes emergentes

VASCHETTI VIRGINIA M.; TAMBORELLI ALEJANDRO; RIVAS GUSTAVO A.; DALMASSO PABLO R.

Corrientes

Congreso; XI Congreso Argentino de Química Analítica; 2021

Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura (FaCENA) de la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE), Corrientes, Argentina

Los contaminantes emergentes (CE) engloban atodas aquellas sustancias químicas sintéticas o naturales (y sus productos de transformación) que no están reguladas aún o han sido reguladas recientementepor organismos gubernamentales. La lista de sustancias pertenecientesa este grupo es por lo tanto muy amplia y se encuentra en constante expansióndebido principalmente a la introducción de nuevos productos químicoscomerciales. Los CEs se clasifican en más de 20 clases relacionadas con suorigen, aquellas más reconocidas incluyen a los productos farmacéuticos y decuidado personal (urbano), pesticidas y drogas veterinarias (agrícola yganadero), surfactantes, aditivos para gasolina, lubricantes y colorantes(industrial). Debido a su naturaleza recalcitrante, los CEs nopueden ser eliminados por las plantas de tratamiento de efluentes mediantetecnologías de remoción convencionales, alcanzando así cursos de agua superficial,aguas subterráneas, fuentes de agua potable, suelos y sedimentos. Estosupone un problema medioambiental grave ya que los efectos ecotoxicológicos delos CEs aún no se conocen en profundidad y, por lo tanto, los mismosrepresentan un riesgo potencial para la salud humana y los ecosistemas.Aunque la presencia de CEs en el medio ambiente se encuentra bien documentada, sudetección y cuantificación a nivel traza aún supone un gran reto analítico,poniendo en evidencia la falta de métodos estandarizados y eficientes para sudeterminación en matrices complejas. Así, esta comunicación discuteel empleo de una plataforma electroanalítica conformada por una dispersión denanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNTs) en MCM-41 y N,N-dimetilformamida(DMF), para la determinación sensible de azul de metileno (AM), un coloranteampliamente utilizado en la industria textil y del papel, el cual fueseleccionado como CE modelo. La dispersión óptima utilizada (MWCNT-MCM-41) seobtuvo por sonicado de 0,75 mg de MWCNTs en 1 mL de dispersante (0,25 mg MCM-41en DMF) durante 30 minutos. Los sensores electroquímicos (GCE/ MWCNT?MCM-41)fueron preparados depositando 20 mL de la dispersión MWCNT?MCM-41 sobre electrodos de carbonovítreo (GCE) y posterior evaporación del solvente. Se evaluó mediantevoltamperometría cíclica (CV) la influencia de distintas variablesexperimentales en la respuesta analítica de los sensores: electrolito soporte,pH del medio y velocidad de barrido. La resolución óptima de la señal anódica yel valor máximo de corriente para el pico de oxidación (Ipa) seobtuvieron en ensayos llevados a cabo en H2SO4 0,1 M y pH1,3. La variación de la velocidad de barrido mostró que la corriente del picode oxidación aumenta con la velocidad mientras que su potencial (Epa)se desplaza hacia valores más positivos, encontrándose una relación linealentre Ipa y la velocidad en el rango de 0,005 a 0,500 V s-1(r = 0,998). Estos resultados indican que el proceso de electrooxidación paraAM se encuentra controlado por la adsorción del colorante en la superficie delelectrodo. De acuerdo con esto, se definió una etapa de preconcentración delanalito para la cuantificación óptima del mismo. Mediante voltamperometría debarrido lineal (LSV) en un rango de potencial de -0,200 a 0,500 V, y a unavelocidad de 0,100 V s-1, se analizaron diferentes tiempos deacumulación, determinándose saturación de la superficie entre 10 y 12 min deacumulación. Las curvas de calibración basadas en mediciones de LSV con preconcentraciónde 10 min mostraron que la concentración de AM es directamente proporcional a Ipaen el rango de 15 nM a 10 mM.El límite de detección (LOD) y la sensibilidad promedio para el sensor fueron 3,8nM y (31,6  0,5) x 106mAM-1 (r = 0,996), respectivamente. La elevada sensibilidad que exhibeel sensor presentado en este trabajo, junto a la sencilla aplicación de latécnica LSV, demuestran que la electroquímica es una alternativa eficiente,rápida e idónea para el control in situde la calidad medioambiental, además competitiva frente a técnicas analíticasavanzadas empleadas en la determinación selectiva de CEs, como lo son los colorantesindustriales.