Formación fotoinducida y detección de radicales hidroxilo (•OH) empleando nanomateriales basados en puntos cuánticos de CdSe/ZnS

Se sintetizaron puntos cuánticos (PCs) de CdSe/ZnS mediante el método de inyección en caliente y usando ácido oleico como ligante. Los PCs obtenidos se caracterizaron por UV-vis, fluorescencia, FT-IR, DR-X, RMN 1H y XPS determinando tanto sus propiedades ópticas (λmax absorción = 545 nm y una λmax emisión = 557 nm), con una alta fotoestabilidad y rendimiento cuántico de fluorescencia ΦF = 59.7 % en la región del verde; como estructurales, evidenciando un diámetro de núcleo de CdSe de 2,7 nm con un 10 % de formación de la primera monocapa de ZnS y una estructura cristalina cubica Blenda de Zinc. La capacidad de formación de •OH de los PCs se evaluó por medio del seguimiento por fluorescencia de la degradación del luminol, a partir de la fotoexcitacion con luz visible de los PCs. Si bien la cantidad de monocapa obtenida fue pequeña, cabe resaltar que se logró un 29 % de degradación del luminol (k = 0,696), asimismo la presencia de •OH se verificó empleando manitol como scavenger de •OH logrando una notable disminución en el proceso de degradación del luminol (9 %, k = 0,092) lo cual evidencia y realza la capacidad de formación de •OH por parte de los PCs. En contraste, se estudió la capacidad de los PCs en la detección de •OH a través reacciones de quimioluminiscencia y en presencia de H2O2, demostrando así su potencial aplicación como emisores quimioluminiscentes. La espontaneidad tanto de los procesos de formación como de detección de •OH por parte de los PCs fue corroborada por medio de voltamperometría cíclica, lo cual no solo demuestra la capacidad dual de los PCs de CdSe/ZnS para efectuar los dos procesos, sino que también incentiva al aprovechamiento de sus propiedades, como una novedosa alternativa en procesos ambientales como la degradación de contaminantes, o de salud como posibles sensores ópticos.

Quantum dots (PCs) of CdSe / ZnS were synthesized by the hot injection method and using oleic acid as binder. The obtained PCs were characterized by UV-vis, fluorescence, FT-IR, DR-X, 1H NMR and XPS determining both their optical properties (λmax absorption = 545 nm and a λmax emission = 557 nm), with high photostability and performance fluorescence quantum ΦF = 59.7% in the green region; as structural, evidencing a core diameter of CdSe of 2.7 nm with 10% formation of the first monolayer of ZnS and a cubic crystal structure of Zinc Blende. The capacity of OH formation of the PCs was evaluated by means of the fluorescence monitoring of the degradation of the luminol, from the photoexcitation with visible light of the PCs. Although the amount of monolayer obtained was small, it should be noted that achieved a 29% degradation of luminol (k = 0.696), also the presence of • OH was verified using mannitol as a • OH scavenger achieving a notable decrease in the process of degradation of luminol (9%, k = 0.092) which evidence and enhances the capacity of • OH formation by the PCs. In contrast, the capacity of the PCs in the detection of • OH was studied through chemiluminescence reactions and in the presence of H2O2, demonstrating its potential application as emitters chemiluminescent The spontaneity of both the training processes and the detection of • OH by the PCs was corroborated by means of cyclic voltammetry, which not only demonstrates the dual capacity of the CdSe / ZnS PCs to carry out the two processes, but also It also encourages the use of its properties, as a novel alternative in environmental processes such as the degradation of pollutants, or health as possible optical sensors.

Magister en Ciencias y Tecnologías Ambientales

Maestría