Studio di elettrocatalizzatori per l'ossidazione elettrochimica del glucosio

Il glucosio è un’importante molecola piattaforma, dalla cui ossidazione selettiva è possibile sintetizzare prodotti chimici di sintesi ad alto valore aggiunto come l’acido gluconico e l’acido glucarico. In questo lavoro di tesi sono stati sviluppati e analizzati elettrocatalizzatori utilizzando lastrine 2D e schiume macroporose 3D a cella aperta di Ni e Cu, usate tal quali o come supporto per elettrodeposizione di fasi attive, come grafene ossido ridotto (rGO), Au, Ni(OH)2 e strati di tipo idrotalcite di Ni-Al, materiali notoriamente attivi per rilevamento di glucosio nel sangue. Ogni elettrocatalizzatore è stato studiato tramite voltammetria ciclica in NaOH 0,1M e glucosio 10mM, tra -0.4V e 0.8V vs SCE, con velocità di scansione di 5mV/s. Le schiume di Cu e Ni sono state sottoposte a prove di cronoamperometria a potenziali di 0,4 0,5 e 0,6 V vs SCE a temperatura ambiente. Tutti gli elettrocatalizzatori analizzati hanno mostrato attività nei confronti del glucosio nelle ciclovoltammetrie, tuttavia il catalizzatore a base di Ni(OH)2 ha mostrato le densità di corrente maggiori. La presenza di rGO non ha mostrato miglioramenti nell’attività delle lastrine, che è stata attribuita principalmente al Cu del supporto, inoltre lo strato di rGO depositato si è dimostrato poco stabile. Le prove sulle schiume hanno mostrato che: il Cu ha portato alle conversioni maggiori, mostrando al contempo basse selettività ed efficienza faradica verso l’acido gluconico all’aumentare del potenziale; il Ni al contrario ha mostrato conversioni minori, ma selettività e FE migliori e crescenti con il potenziale applicato ed una produzione minima di acido glucarico.