Estudio de la superficie de nitruro de carbono grafito / grafito pirolítico altamente orientado mediante microscopía RAMAN y XPS

C. GÓMEZ; O. E. LINAREZ PÉREZ; L. B. AVALLE; M. I. ROJAS

Córdoba

Congreso; 106a Reunión de la Asociación Argentina de Física; 2021

AFA

Recientemente se desarrollo un nuevo sensor que consiste en una supercie de grato piroltico altamenteorientado (HOPG) modicado con una pelcula delgada de nitruro de carbono grato (g 􀀀 C3N4). El g 􀀀 C3N4se sintetizo mediante tratamiento termico de precursores nitrogenados. Posteriormente se exfolio, se suspendio enetanol para depositar mediante drop-casting sobre la supercie del HOPG [1].Mediante microscopa electronica de barrido (SEM) se observo que la pelcula es discontinua formada por aglomeradode partculas, la cual cubre solo el 15% de la supercie. Para estudiar la estructura electronica de los atomosque componen la supercie, se realizo un mapa en un area de 3.02 nm x 2.07 nm, aproximadamente el 22% dearea del electrodo, mediante espectroscopia fotoelectronica de rayos X (XPS). Cada region de incidencia en elmapa cubre un area de 400 m de diametro con una penetracion de entre 6-10 nm. Debido a que la pelcula esmas delgada, siempre se observan las se~nales correspondientes al substrato. Por lo que hay regiones donde lasse~nales del HOPG son mayoritarias y hay regiones donde las se~nales g􀀀C3N4 son mayoritarias. Posteriormente, seestudio la densidad de defectos en supercie para lo cual se realizaron espectros Raman, a diferentes frecuenciasde excitacion en el visible: 632.8 nm (rojo) y 514.5 nm (verde). Se analizaron diferentes regiones en la superciedel HOPG y sobre la pelcula de g􀀀C3N4. Las se~nales mostraron una baja densidad de defectos en HOPG y altasdensidad de defectos en g 􀀀 C3N4. Se sabe que la lamina de tri-s-triazina posee una distribucion periodica deporos en su estructura, ademas, hay defectos de borde que provienen del proceso de exfoliacion qumica, los cualesse evidencian en las se~nales Raman. Las supercies de HOPG y HOPG/ g 􀀀 C3N4 se emplean como electrodospara la deteccion de peroxido de hidrogeno. Los estudio realizado a las supercies, permitieron estimar la cantidadde sitios activos en ambas supercies y calcular la frecuencia de recambio (TOF). Los sitios activos en HOPGson los defectos tipo escalon, mientras que para HOPG / g 􀀀 C3N4 el numero de sitios activos se incrementanconsiderablemente debido a la presencia de N en la supercie y defectos de borde. Los valores de TOF son: 5.677s-1 y 0.266 s-1 para HOPG y HOPG/ g 􀀀 C3N4, respectivamente. Lo que indica que la reaccion presenta unacinetica mas lenta sobre HOPG/ g 􀀀 C3N4 que sobre HOPG [2].Referencias[1] C.G. Gomez, A.M. Silva, M.C. Strumia, L.B. Avalle, M.I. Rojas, The origin of high electrocatalytic activity ofhydrogen peroxide reduction reaction by g-C3N4/HOPG sensor, Nanoscale 9 (2017), 11170-11179.[2] C.G. Gomez, O.E. Linarez Perez, L.B. Avalle, M.I. Rojas.Morphological and electrochemical characterizationsof a carbon nitride / highly oriented pyrolytic graphite electrode. Journal Electroanalytical Chemistry in press(2021).