La modelización matemática de la función de los sensores fotoelectroquímicos, basados en el electrodo Ti/TiO2

The mathematical modeling of the function of the photoelectrochemical sensors, based on Ti/TiO2 electrode

Se describió matemáticamente el rendimiento de los sensores fotoelectroquímicos, basados en el electrodo de Ti/TiO₂ (un ejemplo de modelización es el sensor de hidracina), y se analizó el modelo respectivo mediante la teoría de la estabilidad lineal y el análisis de bifurcación. Las condiciones de mejor rendimiento de estos sensores, así como las de inestabilidades oscilatorias y monótonas, fueron inferidas sobre la base del análisis del modelo.

Introducción

Muchas investigaciones sobre el dióxido de titanio están relacionadas con sus aplicaciones para la degradación de diversos compuestos orgánicos bajo irradiación ultravioleta [1-6]. Sólo en unos pocos trabajos se ha investigado el uso de la fotoelectrocatálisis para el análisis electroquímico. Recientemente, el electrodo de nanopartículas de óxido de estaño [7] y el electrodo compuesto de TiO₂/CdS/ITO para la detección de fetoproteína se utilizó para la detección de ADN [8]. Además, se prepararon los electrodos de pasta de carbono, modificados por adsorción de azul de metileno sobre fosfato de circonio [9] y muscovita [10]. Se utilizaron con éxito para la oxidación fotoelectrocatalítica de la vitamina C. Además, Xu y colaboradores [11] informaron de la posibilidad de utilizar una nueva metodología fotoelectroquímica para la determinación del dinucleótido de nicotinamida y adenina (NADH) mediante el electrodo de película de TiO₂ sobre óxido de indio y estaño (ITO).

Otros grupos de investigación también han investigado la oxidación fotoelectrocatalítica del NADH utilizando el novedoso electrodo de grafito polimérico, modificado por fenotiazina [12], el electrodo de carbono vítreo, modificado por poli(rojo de toluidina O) [13], así como mediante otros electrodos similares [14-16]. Además, también se utilizaron sensores basados en compuestos de TiO₂ con polímeros conductores (polianilina [17, 18], polipirrol [19] y politiofeno [20]), que ya han obtenido su uso en sensores electroquímicos [21-28]. Zhang y colaboradores [29] desarrollaron el sensor fotoelectroquímico basado en TiO₂/ITO para glucosa y sacarosa.

Por otro lado, la hidracina y sus derivados son grandes reductores para la síntesis orgánica, la inhibición de la corrosión, la producción agrícola, etc. [30, 31].