Fenómenos redox asociados a alcoholes y bases nitrogenadas en la interfaz de nano-estructuras bimetálicas soportadas en carbón

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se sintetizaron nanopartículas de óxido de tungsteno (WO3) por el método de reflujo, nanopartículas de platino (Pt) por vía carbonilo, y nanopartículas de plata (Ag) por tres diferentes métodos: electrodeposición, fotodeposición e impregnación. Las nanopartículas fueron soportadas en carbón vulcan y/o en nanotubos de carbono multipared (NTC), los materiales obtenidos fueron evaluados en las reacciones de electrooxidación de metanol, etanol y glicerol para aplicaciones en celdas de combustible. Estos materiales también se evaluaron en el electroanálisis de adenina y guanina con el propósito de utilizarse como electro-sensores. La caracterización estructural por difracción de rayos X (XRD) y microscopía electrónica de barrido (SEM), confirman la presencia de nanopartículas en la superficie del soporte. Los análisis de espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS) demostraron la presencia de las especies de tungsteno como WO3 y WO2. En el caso de los materiales con Pt se encontró por XPS que estaban en estado de oxidación cero (Pt0) en un 60% al 70% del total de platino, otras especies se encontraron como óxido de platino (PtO) e intermediarios de síntesis (PtCl2 y PtCl4). Las especies de plata que se encontraron fueron Ag0 (70%), AgO, AgO2 y AgNO3. El sistema obtenido Pt/WO3-C se evaluó en la electrooxidación de metanol en medio ácido, así como también se analizó en DEMS, encontrando que la presencia de óxido de tungsteno modifica la selectividad y la tolerancia de las especies carbonáceas en comparación del Pt/C comercial. Los materiales Pt/C y AgPt/C se evaluaron en la electrooxidación del metanol, etanol y glicerol en medio alcalino, en donde se observa que se tiene una mayor corriente de pico para el metanol, en comparación de los otros alcoholes estudiados, y que para todos los casos a bajas velocidades de barrido predomina la migración y a altas velocidades predomina la difusión. Para el caso del electroanálisis de adenina y guanina, solo los materiales que contenían plata presentaron actividad electrocatalítica, y que se observan las señales separadas que se atribuyen a cada una de las bases, el sistema AgPt/NTC presento la mejor sensibilidad a bajas concentraciones. ABSTRACT: In this work, nanoparticles of tungsten oxide (WO3) were synthesized by the reflux method, platinum nanoparticles (Pt) by carbonyl, and silver nanoparticles (Ag) by three different methods: electrodeposition, photodeposition and impregnation. The nanoparticles were supported in vulcan carbon and / or in multipared carbon nanotubes (NTC), the materials obtained were evaluated in the electrooxidation reactions of methanol, ethanol and glycerol for applications in fuel cells. These materials were also evaluated in the electroanalysis of adenine and guanine with the purpose of being used as electro-sensors. The structural characterization by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM), confirm the presence of nanoparticles on the surface of the support. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analyzes demonstrated the presence of tungsten species such as WO3 and WO2. In the case of materials with Pt it was found by XPS that they were in a zero oxidation state (Pt0) in 60% to 70% of the total platinum, other species were found as platinum oxide (PtO) and synthetic intermediates ( PtCl2 and PtCl4). The silver species that were found were Ag0 (70%), AgO, AgO2 and AgNO3. The system obtained Pt / WO3-C was evaluated in the electrooxidation of methanol in acid medium, as well as was analyzed in DEMS, finding that the presence of tungsten oxide modifies the selectivity and the tolerance of the carbonaceous species compared to the Pt / Commercial C The materials Pt / C and AgPt / C were evaluated in the electrooxidation of methanol, ethanol and glycerol in alkaline medium, where it is observed that there is a higher peak current for methanol, in comparison with the other alcohols studied, and that for all cases at low sweep speeds migration predominates and at high speeds diffusion predominates. In the case of the adenine and guanine electroanalysis, only the materials containing silver showed electrocatalytic activity, and that the separated signals attributed to each of the bases are observed, the AgPt / NTC system showed the best sensitivity at low concentrations.