Evaluation of the functionalization of gold nanoparticles prepared by laser ablation for the detection of heavy metals in polluted water samples

Resumen

The research was carried out with the purpose of functionalizing AuNPs gold nanoparticles prepared by laser ablation for the detection of heavy metals in contaminated water samples in the province of Tayacaja Huancavelica. The solid state pulsed Nd: YAG laser was used to produce gold nanoparticles by the laser ablation technique, using as a target a 24 carat gold plate with dimensions 1 cm x 1 cm with a thickness of 1mm, immersed in 20 ml of ultrapure water contained in quartz cuvettes. The nanoparticles were characterized by UV-Vis spectrophotometry. The target was ablated with infrared radiation of wavelength at 1064 nm from the laser equipment, with energy of 60.28 mJ/p and 32.99 mJ/p at a frequency of 10 Hz, for 60 minutes. AuNPs were obtained in colloidal state, whose diameters were 25 nm calculated with the spectrophotometer, observing an absorption peak centered at 518.12 nm characteristic of spherical gold nanoparticles. It is concluded that AuNPs in colloidal state allow the detection of heavy metals the concentrations of lead, cadmium and arsenic contained in water, by changing the color of the AuNPs colloid proportional to the concentration of each heavy metal detected. It is concluded that AuNPs in colloidal state allow the detection of heavy metals the concentrations of lead, cadmium and arsenic contained in water, by changing the color of the AuNPs colloid proportional to the concentration of each heavy metal detected. It is concluded that AuNPs in colloidal state allow the detection of heavy metals Cd2+, Pb2+, and As+2 in water.

Keywords:

Laser ablation, colloidal, gold nanoparticles, spectrophotometry, heavy metals, L-cysteine.

RESUMEN

La investigación se realizó con el propósito de funcionalizar nanopartículas de oro AuNPs preparadas por ablación láser para la detección de metales pesados en muestras de agua contaminada en la provincia de Tayacaja Huancavelica. Se utilizó el láser Nd:YAG pulsado de estado sólido para producir nanopartículas de oro mediante la técnica de ablación láser, utilizando como blanco una placa de oro de 24 kilates de dimensiones 1 cm x 1 cm con un espesor de 1 mm, sumergida en 20 ml de agua ultrapura contenida en cubetas de cuarzo. Las nanopartículas se caracterizaron por espectrofotometría UV-Vis. El objetivo fue ablacionado con radiación infrarroja de longitud de onda a 1064 nm del equipo láser, con energía de 60,28 mJ/py 32,99 mJ/pa una frecuencia de 10 Hz, durante 60 minutos. Las AuNPs se obtuvieron en estado coloidal, cuyos diámetros fueron de 25 nm calculados con el espectrofotómetro, observándose un pico de absorción centrado en 518,12 nm característico de las nanopartículas esféricas de oro. Se concluye que las AuNPs en estado coloidal permiten la detección de metales pesados las concentraciones de plomo, cadmio y arsénico contenidas en el agua, al cambiar el color del coloide de las AuNPs proporcional a la concentración de cada metal pesado detectado. Se concluye que las AuNPs en estado coloidal permiten la detección de metales pesados las concentraciones de plomo, cadmio y arsénico contenidas en el agua, al cambiar el color del coloide de las AuNPs proporcional a la concentración de cada metal pesado detectado. Se concluye que las AuNP en estado coloidal permiten la detección de metales pesados Cd2+, Pb2+ y As+2 en agua.

Palabras clave:

Ablación láser, coloidal, nanopartículas de oro, espectrofotometría, metales pesados, L-cisteína.