Escamas híbridas de rGO AuNPs obtenidas por vías electroquímicas de síntesis para la detección de R6G por SERS

GABRIELA I. LACCONI; FEDERICO FIORAVANTI; JUAN MARTÍN CHIERICI

Congreso; XXV Congreso de la Sociedad Iberoamericana de Electroquímica; 2022

Las nanopartículas de oro en solución constituyen sistemas de actual interés, fundamentalmente por sus características plasmónicas, con una amplia variedad de aplicaciones en catálisis, óptica, electrónica, biomedicina, etc. Diversos métodos de síntesis son empleados, siendo muy limitadas las alternativas electroquímicas. Los derivados de grafeno como óxido de Grafeno (GO) o su forma reducida (rGO) presentan grupos oxigenados y defectos, los cuales son sitios óptimos para la nucleación de nanopartículas metálicas. El híbrido resultante presenta propiedades muy prometedoras para aplicaciones avanzadas, tales como almacenamiento de energía, optoelectrónica, o heterouniones que favorecen el incremento SERS.En este estudio se han sintetizado híbridos de escamas de óxido de grafeno reducido (rGO) decoradas con nanopartículas de oro (AuNPs) mediante dos vías distintas. La primera consistió en una única y simple etapa de reducción electroquímica simultánea de ambos componentes a temperatura ambiente, mientras que la segunda consistió en un primer paso de reducción de GO a rGO por irradiación ultra-violeta seguida de un segundo paso de reducción electroquímica del Au(III) para formar el híbrido. En ambas reducciones electroquímicas se empleó una lámina de Pt como electrodo de trabajo y otra como contraelectrodo, y calomel saturado como electrodo de referencia. El electrolito de KNO3 0.1 M contiene HAuCl4 (0.5 mM), Polivinilpirrolidona-PVP (20 g·L-1) y GO (0.002 mg·mL-1). Se aplicó un pulso de corriente (-100 mA·cm-2) durante 15 min, con agitación constante. El movimiento uniforme del electrolito facilita la aproximación de las especies a la interfaz electrodo/solución, donde ocurre la transferencia de carga en la superficie y continúan su trayecto, liberando sitios para la reacción en el electrodo. Bajo estas condiciones, el potencial del electrodo alcanza valores muy negativos y varias reacciones ocurren simultáneamente, tales como la reducción de iones H3O+, formación de AuNPs y láminas parcialmente reducidas de GO (rGO). La dispersión acuosa final cuenta con una importante concentración del nanomaterial híbrido rGO-AuNps.Los distintos híbridos obtenidos se caracterizaron (espectroscopía uV-visible, DRX, XPS y SEM) en forma comparativa con los nanohíbridos sintetizados por reducciones fotoquímicas con radiación UV. La evaluación de su capacidad para el sensado por SERS se analizó empleando soluciones diluidas de Rhodamina 6G (1x10-5 M), colorante residual de la industria textil. Los factores de incremento de la señal a 614 cm-1 de R6G adsorbida varían entre 1.5 x105 y 9.7 x105, dependiendo del material híbrido empleado.