Síntesis verde de cdots: estudio de la concentración del precursor para su aplicación en sensores electroanalíticos

ZORATTI, M.; FRECHERO M. A.; CENTURIÓN, M

Congreso; XXI encuentro de superficies y materiales nanoestructurados; 2022

Los carbon dots (Cdots) son nanopartículas que poseen gran área superficial, conductividad térmica y eléctrica, alta resistencia mecánica, baja toxicidad y biocompatibilidad, por lo que pueden ser utilizados en el desarrollo de sensores ópticos y electroquímicos [1]. En la actualidad se estudian diferentes métodos de síntesis de Cdots amigables con el medioambiente empleando compuestos naturales o productos de desecho debido a su bajo costo de obtención. El objetivo de este trabajo consiste en desarrollar una síntesis verde de Cdots con la finalidad de aumentar la respuesta electroquímica de electrodos de trabajo para ser utilizados en técnicas voltamperométricas. Para la síntesis de Cdots se empleó un método asistido por microondas empleando una solución de miel al 25% (m/v) como fuente de carbono a pH alcalino. El tiempo de exposición y la potencia de microondas fueron 60 s y 350 W respectivamente [2]. La miel seleccionada contiene 35,1% (p/p) de glucosa y proviene de la región de Hilario Acasubi, provincia Buenos Aires. Los electrodos modificados con Cdots mejoran la actividad electrocatalítica, por lo que se debe estudiar la concentración óptima de estas nanopartículas. Por ello, se sintetizaron Cdots (CD) a partir de diferentes concentraciones de miel (CD1: 450, CD2: 600, CD3: 750 y CD4: 1500 mg miel/L). La caracterización de las nanopartículas se llevó a cabo mediante espectroscopia UV-Vis observándose el plasmón de resonancia superficial con un máximo a 270 nm, característico de los Cdots [2]. Por otro lado, se estudió la morfología mediante imágenes TEM indicando la presencia de partículas esféricas con tamaño promedio de entre 3-4 nm. Para estos estudios, el electrodo de trabajo seleccionado, es un material vítreo compuesto por óxidos de molibdeno, vanadio, litio y boro sintetizado en el laboratorio utilizando el método de quenching [3], adherido a un conductor de platino (ET). Para la modificación del mismo se prepararon suspensiones de los diferentes Cdots en N, N-dimethylformamida (DMF) [4]. La celda electroquímica de 25,0 mL utilizada consta de tres electrodos: el ET/CDs como electrodo de trabajo, un alambre de Pt como electrodo auxiliar y Ag/AgCl (3M KCl) como electrodo de referencia. Se realizó un estudio de la densidad de corriente del pico de oxidación del ferrocianuro de potasio con KCl como electrolito soporte, mediante voltamperometría cíclica, empleando el electrodo sin modificar y los modificados, observándose la mayor densidad de corriente con el electrodo ET/CD2. El método de síntesis utilizado para la obtención de Cdots es simple, rápido, no requiere el empleo de reactivos costosos ni genera residuos tóxicos. El electrodo ET/CD2 presentó mejor respuesta electroquímica a la cupla de ferrocianuro de potasio que el electrodo sin modificar (EW). Este nuevo sensor además de que no requiere pretratamiento para su utilización muestra un gran potencial para ser utilizado en la determinación de analitos en muestras agropecuarias.