Preparation and analysis of microporous polymer films on glassy carbon for the determination of emerging pollutants

Abstract

Los contaminantes emergentes afectan negativamente la biodiversidad y la salud humana debido a su persistencia y a sus potenciales riesgos toxicológicos en concentraciones muy bajas. La solución a este problema requiere sensores capaces de detectar estos contaminantes antes de su tratamiento. En este contexto, el desarrollo de electrodos a partir de polímeros microporosos conductores ha ganado un enorme interés en la investigación. En este trabajo, se desarrollaron electrodos de carbono vítreo (GCEs) modificados con poli-tris(4-(4-(carbazol-9-il)fenil)silanol (PTPTCzSiOH), poli-4,4′-Di(carbazol-9-il)-1, 1′-bifenilo (PCBP) y poli-1,3,5-tri(carbazol-9-il)benceno (PTCB) para la detección de metronidazol (MNZ) en medio acuoso. Ademas, las películas generadas se han caracterizado mediante técnicas electroquímicas, microscópicas y espectroscópicas como la microscopía electrónica de barrido (SEM) y la espectroscopía fotoelectronica de rayos X (XPS). Los monómeros se electropolimerizaron en una solución de acetonitrilo: diclorometano (1:4) mediante la técnica de voltamperometría cíclica y cronoamperometría. La detección electroquímica del metronidazol se llevó a cabo con la técnica de voltamperometría de barrido lineal. En este caso, se aplicaron potenciales oxidativos que generaron finas películas poliméricas microporosas en la superficie de los GCEs. Mediante la caracterización superficial por SEM y XPS se pudo comprobar la correcta electrodeposición de las películas poliméricas. Las películas obtenidas mostraron una estabilidad electroquímica y reversibilidad relativamente bajas, presumiblemente debido a las condiciones sin purga empleadas en los experimentos. Además, se demostró que los polímeros electroactivos están bien adheridos a la superficie del electrodo debido a la dependencia lineal de los picos de corriente anódica y catódica con la velocidad de barrido. Por otra parte, se ha encontrado que PTPTCzSiOH-GCE, PTCB-GCE, y PCBP-GCE exhibieron una señal de detección más alta que el GCE desnudo. Estos resultados indican que los GCEs modificados con polímeros ofrecen candidatos prometedores para el desarrollo de sensores electroquímicos. Por último, el estudio teórico permitió predecir y comprender las propiedades estructurales, químicas y electrónicas de los polímeros.