Estudio de la respuesta fotoelectroquímica a sulfuro de electrodos de Ti|TiO2 sensibilizados con CdSe-QDs

BENAVIDEZ, TOMÁS E.; ANA M. BARUZZI; RODRIGO A. IGLESIAS

Corrientes

Congreso; XI Congreso Argentino de Química Analítica; 2021

Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura (FACENA)

En este trabajo de investigación puntos cuánticos de seleniuro de cadmio (CdSe-QDs) fueron adsorbidos sobre electrodos de Ti|TiO2. Los electrodos de Ti|TiO2 están constituidos por un sustrato de Ti que contiene una capa nanotubular de TiO2 obtenida por anodización electroquímica de chapas de Ti y los CdSe-QDs fueron sintetizados empleando el método de inyección en caliente. La sensibilización con puntos cuánticos se realizó sumergiendo durante toda la noche los electrodos de Ti|TiO2 en una suspensión de CdSe-QDs disueltos en una mezcla acetona-tolueno en proporción 40:60. Para estudiar la respuesta fotoelectroquímica de los electrodos Ti|TiO2|CdSe-QDs se utilizó Na2S disuelto en una solución acuosa 100 mmol.L-1 de LiClO4. La fotocorriente es generada luego de irradiar la superficie del electrodo con luz blanca (ver figura) que proviene de una lámpara de Xe (150 W). Los CdSe-QDs adsorbidos en los nanotubos de TiO2 absorben la radiación de λ = 540 nm y se produce la excitación de los electrones de la banda de valencia (VB) a la banda de conducción (CB). Los iones S2- (especie reductora) presentes en solución reaccionan con los huecos (h+) fotogenerados en la VB de los CdSe-QDs y el electrón excitado a la CB es rápidamente inyectado a la CB del TiO2 de menor energía. La corriente anódica fotogenerada en presencia de S2- fue estudiada en una celda de 3 electrodos (RE: Ag|AgCl, CE: Pt) y polarizando el fotoánodo a +0,200 V. Para asegurar la reproducibilidad de las mediciones, se evaluó la estabilidad de la fotocorriente en el tiempo considerando el efecto de las condiciones de almacenado del fotoelectrodo. Almacenar los electrodos en vacío o atmósfera de N2 mostraron resultados semejantes (90 h sin variaciones en la fotocorriente) y fueron superiores en cuanto a la reproducibilidad de la señal fotoeléctrica respecto de los electrodos almacenados en heladera a 4°C. Los fotoelectrodos de Ti|TiO2 sensibilizados con CdSe-QDs almacenados al vacío mostraron en presencia de S2- un rango lineal entre 1-6 mmol.L-1 con límite de detección (LOD) de 197 µmol.L-1. Estos resultados experimentales son fundamentales para comprender el desempeño analítico de los electrodos de Ti|TiO2|CdSe-QDs hacia especies químicas simples como el S2- para luego extender su uso hacia moléculas biológicas más complejas (NADH, enzimas, anticuerpos).