Control del recubrimiento superficial de nanotubos de carbono de  pared simple modificados con injertos de sales de piridina-diazonio.  Efecto en el comportamiento electrocatalítico. 

Resumen: La funcionalización de nanotubos de carbono con aril-piridinas fue informado por Bayazit et al [1] vía  reacción química; la cual fue replicada por otros grupos de investigación, incluyendo Cao et al [2] para su  uso como catalizadores para la reducción de oxígeno, funcionalizando estos sistemas con ftalociacianinas de Hierro (II).  

La metodología propuesta por Cao et al [2], implica la síntesis de la sal de diazonio, a partir de los  precursores 4-amino-piridina y nitrito de sodio en HCl (Cl como anión de la sal) a 0°c, estas condiciones  implican que la reacción sea altamente inestable y debido a ello se utilice una cantidad excesiva de  reactivos, además del nulo control en la cantidad del recubrimiento del injerto sobre el nanotubo. En base a  los antecedentes mencionados, se realizó la optimización en la construcción del sistema electródico con el  fin de disminuir la cantidad de precursores utilizados, encontrar la razón óptima en masa SWCNT/Py y  estudiar el efecto del recubrimiento en la actividad electrocatalítica para reducción de oxígeno molecular. 

La síntesis de los sistemas, se basó en lo reportado por Cao et al. [3], en donde se ocupó una proporción en  masa entre SWCNTs y 4-amino piridina de 10/660, en base a este antecedente se ocupó proporciones  SWCNT/4-amino-piridina de 10/165, 10/40, 10/20, 10/10, 10/5 y 10/1. 

Se realizó un estudio estadístico del recubrimiento del injerto Py enlazado covalentemente sobre los  SWCNTs de los distintos sistemas, mediante espectroscopía RAMAN, y se evaluó cómo este  recubrimiento afecta la electrocatálisis de reducción de oxígeno, mediante voltamperometría cíclica sobre  un electrodo OPG. Se demostró que existe un comportamiento “volcán” entre en grado de recubrimiento y  el desempeño catalítico de los sistemas, en donde el sistema OPG/SWCNT/PyFePc sintetizado con una  proporción SWCNT/4-APy=(10/5), presento el mejor desempeño electrocatalítico para la reacción de  reducción de oxígeno. Adicionalmente se realizó un estudio de la resistencia a la transferencia de carga de  los sistemas mediante impedancia electroquímica y estudios morfológicos mediante microscopía de fuerza  atómica (AFM).