Eletrossíntese, caracterização e aplicação de QDs do tipo II-VI e V-VI

CNPqNeste trabalho, com apelo à química verde, metodologias eletroquímicas onepot foram desenvolvidas em meio aquoso para a produção de Pontos Quânticos (Quantum Dots, QDs) do tipo II-VI e V-VI. Para o desenvolvimento de uma metodologia totalmente eletroquímica, QDs de CdX (X = Te, Se, S) foram sintetizados como prova de conceito, sendo utilizado um anodo de sacrifício de cádmio e um macroeletrodo de grafite/calcogênio em pó como catodo, estabilizados pelo ácido 3-mercaptopropiônico (MPA). Como consequência, os QDs de CdX-MPA apresentaram rendimento quântico máximo de 10%, estrutura cristalina de blenda de zinco e viabilidade celular > 87% para todos sistemas estudados. Os QDs apresentaram dependência temporal na atividade endocítica em células HeLa. QDs de Bi₂S₃ estabilizados pelo MPA foram sintetizados pela primeira vez via eletroquímica através dessa metodologia e sensibilizaram nanotubos de TiO₂ para a produção de células fotoeletroquímicas, onde o tratamento térmico das nanopartículas se mostrou essencial para a modulação de suas propriedades estruturais. Após o tratamento térmico a 95°C por 15 minutos, os QDs de Bi₂S₃-MPA apresentaram estrutura ortorrômbica e tamanho médio de 4,3 nm. A sensibilização de nanotubos (NTs) de TiO₂ com QDs de Bi₂S₃-MPA foi estudada, onde foi obtido um aumento de 3,2 vezes na densidade de fotocorrente dos NTs irradiados com um simulador solar (filtro AM 1.5G, 50 mW.cm⁻²) e atividade na região do visível, proporcionada pela presença dos QDs de Bi₂S₃.In this work, with appeal to green chemistry, one-pot electrochemical methodologies were applied for the production of Quantum Dots (QDs) of type II-VI and V-VI. For the development of a fully electrochemical methodology, CdX QDs (X = Te, Se, S) were synthesized as proof of concept, using a cadmium sacrifice anode and a graphite/chalcogen macropore powder as cathode stabilized by 3-mercaptopropionic acid (MPA). The CdX-MPA QDs presented maximum quantum yield of 10%, crystalline structure of zinc blend and cell viability > 87% for all systems studied. The QDs demonstrated temporal dependence on endocytic activity in HeLa cells. Bi₂S₃ QDs stabilized by MPA were first synthesized via electrochemistry through this methodology and sensitized TiO₂ nanotubes to the production of photoelectrochemical cells, where the thermal treatment of nanoparticles was shown to be essential for the modulation of their structural properties. After heat treatment at 95°C in 15 minutes, the QDs of Bi₂S₃-MPA presented orthorhombic structure and average size of 4.3 nm. Sensitization of TiO₂ nanotubes (NTs) with Bi₂S₃-MPA QDs was studied, which it was obtained an increase of 3.2 times in photocurrent density of NTs irradiated with a solar simulator (AM 1.5G filter, 50 mW.cm⁻²) and activity in the visible region, provided by the presence of Bi₂S₃ QDs