Estudio de la técnica de autoensamblado capa por capa de nanopartículas de plata en soportes carbonosos y su evaluación como sensores para la detección de cianuro

• Autor: Cárdenas Riojas, Andy Alfredo
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2018
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: UNI-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:cybertesis.uni.edu.pe:20.500.14076/16001
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.14076/16001
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Nanopartículas; Carbón; Detección de cianuro; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#1.04.03

El uso de nanopartículas metálicas en sensores se da gracias a las propiedades características de estos materiales a escala nano, principalmente el aumento del área superficial. El área superficial disminuye cuando las nanopartículas se aglomeran, surgiendo la necesidad de soportarlas en sustratos de elevada área superficial. En este trabajo de investigación se estudia el método autoensamblado capa por capa para anclar nanopartículas de plata en diferentes superficies carbonosas: Carbones porosos jerarquizados, nanotubos de carbón con diferentes funcionalidades (Sin funcionalizar, funcionalizados con –COOH y –OH) y se evalúa el efecto sobre la detección de cianuro libre. Las nanopartículas de plata han sido sintetizadas utilizando dos agentes reductores diferentes (citrato de sodio y tirosina). La caracterización de las nanopartículas por voltamperometría cíclica en medio ácido mostratron un pico característico de stripping en 0,4 V; por Dispersión Dinámica de Luz se obtuvo un diámetro promedio de 42,6 nm para el citrato de sodio y 57,6 nm para la tirosina, por UV-visible se observó la resonancia de plasmón superficial en 400 nm característico de las nanopartículas de plata. Los carbones porosos jerarquizados (HPC) fueron sintetizados a partir de moldes rígidos de nanopartículas de SiO2 de diferentes tamaños, obteniéndose carbones con diferente tamaño de poro. Los HPC fueron comparados con nanotubos de carbón comercial, (MWCNT, MWCNT-OH y MWCNT-COOH). El área electroactiva de cada material carbonoso fue determinada mediante medidas de capacitancia a bajas velocidades de barrido, resultados que fueron contrastados con el área BET. El estudio de la técnica autoensamblado capa por capa se realizó utilizando las nanopartículas de plata con tirosina por su estabilidad durante las mediciones, siendo más estables los sensores basados en nanotubos de pared simple sin funcionalizar (NpAg-Tyr-MWCNT) y en carbones porosos jerarquizados de 400 nm de diámetro (NpAg-Tyr-HPC-400 nm), resultados que fueron corroborados por voltamperometría cíclica en medio básico donde se observó la presencia de plata después del ensamblado. Finalmente, estos sensores NpAg-Tyr-MWCNT y NpAg-Tyr-HPC-400 nm fueron evaluados frente a la detección de cianuro libre por potenciometría. El sensor NpAg-Tyr-MWCNT presentó un límite de detección 2,03 μg L-1. El sensor NpAg-Tyr-HPC-400 nm presentó un límite de detección 1,75 μg L-1. Los estudios con interferentes a concentraciones menores de 1 ppm del ion interferente, no varía la selectividad de los sensores.