Um Estudo de Heterogeneidade de Interface em Materiais à Base de Carbono utilizando Técnicas de Microscopia Eletroquímica de Varredura e Microscopia de Célula Eletroquímica de Varredura

Materiais de carbono, como o diamante dopado com boro (BDD), são comumente utilizados no campo de sensores eletroanalíticos e geradores químicos. Este estudo foca na utilização das técnicas de microscopia eletroquímica de varredura (SECM) e microscopia de célula eletroquímica de varredura (SECCM) para investigar a heterogeneidade da superfície dos materiais à base de carbono de interesse. Três eletrodos de BDD com altas concentrações de doping de boro foram investigados neste estudo. Os eletrodos de GC e HOPG foram utilizados como padrões para seu comportamento. Os resultados da SECM no eletrodo de BDD com menor doping (2.94×1020 cm−3; 2000 ppm) neste estudo implicam que o eletrodo de BDD se comporta de maneira semelhante a um substrato de ouro: a constante de taxa cinética de feedback, kfeedback, obtida, foi de 0.009–0.013 cm s−1 (o valor do substrato de ouro: 0.014 cm s−1). Os espectros Raman mostram que todos os eletrodos de BDD exibem condutividade metálica e também que o carbono não diamante (NDC) não pode ser removido dos filmes de BDD. A presença de grafite, buckminsterfullereno e fulerita foi detectada nos filmes de BDD com base nos espectros de difração de raios X (XRD). Um estudo de corrente de fundo e de janela de potencial foi realizado, utilizando a técnica de SECCM; o eletrodo de BDD com o menor doping de boro mostra a janela de potencial mais ampla entre os eletrodos de interesse. Esta janela de potencial diminui à medida que a concentração de boro aumenta. Os resultados dos eletrodos padrão mostram que eles compartilham as mesmas e mais estreitas janelas de potencial entre os eletrodos de carbono. O eletrodo de HOPG tem a menor capacitância de dupla camada enquanto o eletrodo de GC tem uma corrente de fundo relativamente grande. À medida que a concentração de boro aumenta, as correntes de fundo para os eletrodos de BDD aumentam. Os mesmos eletrodos à base de carbono também foram investigados em ferrociande dissolvido usando a técnica de SECCM. Os resultados mostram que o eletrodo de GC tem o transporte cinético mais rápido em comparação com o eletrodo de HOPG. À medida que a concentração de boro aumenta, o transporte cinético dos eletrodos de BDD aumenta.