Desarrollo de sensores basados en nanopartículas de sulfuro de plata soportados en carbones nanoporosos para la detección de cianuro libre

Abstract

En el presente trabajo de tesis se desarrolla un sensor electroquímico para la detección de cianuro libre, (CN-), este sensor consiste en nanopartículas de sulfuro de plata (Np-Ag2S) soportadas en diferentes tipos de materiales carbonosos: Nanotubos de carbón de pared múltiple sin funcionalizar (MWCNT) y carbón poroso jerarquizado (HPC). Estos sensores fueron evaluados frente a la detección de cianuro libre mediante técnicas electroquímicas como voltamperometría cíclica, voltamperometría de onda cuadrada, y mediciones potenciométricas. Adicionalmente, los sensores fueron caracterizados por técnicas fisicoquímicas como Espectroscopía Raman, Difracción de rayos (DRX), Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM), Microscopía Electrónica de barrido (SEM), Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS), y Espectroscopía de energía dispersiva de Rayos X (EDS). Finalmente, se realizó diferentes estudios para la validación del método de los sensores como estabilidad, reproducibilidad, linealidad, pruebas con interferentes, y con muestras de agua reales obtenidas de la Cuenca del Río LLaucano - Río Maygasbamba – Río Hualgayoc en la provincia de Hualgayoc en el departamento de Cajamarca. Los límites de detección obtenidos en cada uno de los métodos estudiados fueron para el sensor potenciométrico, Ag2S/HPC400, de 3,34 μg L-1 y un límite de cuantificación de 11,05 μg L-1, en un rango lineal de trabajo de 1×10-7 - 1×10-3 mol L-1; y para el sensor Ag2S/MWCNT, presentó un límite de detección de 9,22 μg L-1 y un límite de cuantificación 30,42 μg L-1, en un rango lineal de trabajo de 1×10-7 - 1×10-5 mol L-1. Para el sensor amperométrico, Ag2S/HPC300/G, se obtuvo límites de detección de 1,89 μg L-1 y un límite de cuantificación de 6,24 μg L-1, además presenta dos rangos lineales, de 9,4×10-7 – 1,06×10-4 mol L-1 y el otro de 1,06×10-4 – 6,51×10-4 mol L-1. Los resultados estos sensores son adecuados para los estándares de calidad ambiental, ECA, (22 μg L-1).