Formación y caracterización de nanoestructuras de Au obtenidas por via electroquímica

JOSÉ J. ARROYO GÓMEZ; CAROLINA ZUBIETA; RICARDO M. FERULLO; NORBERTO J. CASTELLANI; SILVANA G. GARCÍA

Puerto Iguazú

Congreso; 13 Congreso Internacional en Ciencia y Tecnología de Metalurgia y Materiales; 2013

SAM

Se ha demostrado que las nanopartículas de Au soportadas sobre distintos sustratos, exhiben una alta actividad catalítica para muchas reacciones como por ejemplo para la reacción de reducción de oxígeno, y que dicha actividad depende tanto del tamaño como de la morfología de las partículas, razón por la cual se hace interesante su estudio. Las técnicas electroquímicas se consideran herramientas adecuadas para la formación de dichas nanoestructuras ya que permiten controlar en algunos casos dichos parámetros en forma independiente. En este trabajo se estudió la formación de nanopartículas de Au sobre diferentes sustratos carbonosos, grafito pirolítico altamente orientado (HOPG) y carbón vítreo (CV), empleando técnicas electroquímicas convencionales. Las nanoestructuras obtenidas fueron caracterizadas mediante microscopía de fuerzas atómicas (AFM) y microscopía electrónica de barrido (SEM). Se realizaron además cálculos químico-cuánticos para simular el crecimiento de partículas de Au sobre un escalón de grafito mediante el programa VASP. El análisis por SEM y AFM mostraron, para el caso de la aplicación de un pulso simple de potencial, nanopartículas de Au tridimensionales (3D) con forma hemiesférica distribuídas sobre los defectos superficiales de los sustratos, aumentando su tamaño a altos sobrepotenciales. La técnica de doble pulso de potencial permitió obtener depósitos redondeados a bajos sobrepotenciales, los cuales muestran una tendencia a formar líneas de núcleos alineados en direcciones definidas que conducen luego a estructuras 3D ordenadas. También se observó que la elección de pulsos de nucleación y crecimiento adecuados, permite obtener depósitos unidimensionales (nanoalambres) ubicados preferentemente sobre los bordes de escalón del HOPG. Las simulaciones realizadas confirman la tendencia de los átomos de Au a agruparse de forma preferencial sobre los defectos de los sustratos, a saber, en el caso particular los bordes de escalón del HOPG.