Estudo de complexos luminescentes derivados do ácido naftóico no estado sólido e em filmes organizados
Luminescent compounds containing europium ion (III) are interesting for several applications such as: sensors for bioimaging agents and to optimize/create opticalelectronic devices. In two-dimensional systems the material conformation can be made possible by the design of ligands, in this sense the...
| Autor principal: | Dias, Sofia Sestito |
|---|---|
| Formato: | Dissertação |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2023
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30539 |
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riut-1-305392023-02-09T06:06:55Z Estudo de complexos luminescentes derivados do ácido naftóico no estado sólido e em filmes organizados Study of luminescent complexes derived from naphtoic acid in the solid state and in organized films Dias, Sofia Sestito Adati, Renata Danielle https://orcid.org/0000-0003-0443-591X http://lattes.cnpq.br/9194196912322017 Westphal, Eduard https://orcid.org/0000-0002-5711-5365 http://lattes.cnpq.br/2302116915931540 Westphal, Eduard https://orcid.org/0000-0002-5711-5365 http://lattes.cnpq.br/2302116915931540 Winnischofer, Herbert https://orcid.org/0000-0002-1481-5652 http://lattes.cnpq.br/6607268864945311 Rodrigues, Paula Cristina https://orcid.org/0000-0002-9712-6149 http://lattes.cnpq.br/2140595408768900 Adati, Renata Danielle https://orcid.org/0000-0003-0443-591X http://lattes.cnpq.br/9194196912322017 Fotoluminescência Metais de terras-raras Análise térmica Filmes finos Síntese orgânica Espectroscopia de absorção atômica Photoluminescencia Rare earth metals Thermal analysis Thin films Organic compounds - Synthesis Atomic absorption spectroscopy CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA Química Luminescent compounds containing europium ion (III) are interesting for several applications such as: sensors for bioimaging agents and to optimize/create opticalelectronic devices. In two-dimensional systems the material conformation can be made possible by the design of ligands, in this sense the Langmuir-Blodgett technique stands out for offering structural organization with real-time monitoring during film acquisition. In this work we describe the synthesis and characterization of the amphiphilic complexes [Eu(dion)3(H2O)(DMSO)] and [Gd(dion)3(H2O)(DMSO)], where (dion) is 6-dodecyloxy-2-naphthoic acid. Dion was synthesized in three steps from commercial 6-hydroxy-2-naphthoic acid, through esterification, alkylation and hydrolysis reactions that showed a high yield. The success of the complex synthesis procedure was confirmed by CHN (elementary analysis) and spectral profiles observed by FT-IR. The results obtained by thermogravimetric analyzes reveal high thermal stability (~400 ºC) of the complexes. As for the photoluminescent characteristics, the triplet level of the ligand (T) determined at T = 26 332 cm-1 shows that it acts as an antenna in the energy absorption and transfer process. The photoemission spectra exhibit intraconfigurational transitions characteristic of the Eu3+ ion, with the hypersensitive transition 5D0 → 7F2 at 623 nm being the most intense. The quantum emission efficiency (η) of 40.45% indicates that the long chain of the dion ligand (C12) causes losses by nonradiative processes, in addition to the low value of the Ω2 parameter characterizing a lower covalence of the chemical coordination environment. Above all, the dion ligand, designed to create structured systems, guaranteed the formation of luminescent Langmuir films during complexation at the L-G interface. The photoluminescence spectra monitored in situ in a Langmuir trough showed emission intensification as a function of the compression of the mobile barriers. Luminescent LB films were homogeneously transferred to vitreous substrates. The characteristics of the ligand allow it to act as a surfactant and photo-antenna in organized and two-dimensional systems. The LB technique explored in this work should contribute to advances in the development of sensors for detection of traces of other metals or biological analytes, for example, on a nanostructured surface instead of the traditional solution-based approach. Compostos luminescentes contendo íon európio (III) são interessantes para diversas aplicações como: sensores para agentes de bioimagem e para otimizar/criar dispositivos ópticos-eletrônicos. Em sistemas bidimensionais a conformação de materiais pode ser viabilizada pelo design de ligantes, neste sentido a técnica de Langmuir-Blodgett se destaca por oferecer organização estrutural com monitoramento em tempo real durante a obtenção do filme. Neste trabalho descrevemos a síntese e caracterização dos complexos anfifílicos [Eu(dion)3(H2O)(DMSO)] e [Gd(dion)3(H2O)(DMSO)], onde (dion) é o ácido 6-dodeciloxi-2-naftóico. O dion foi sintetizado em três etapas a partir do ácido comercial 6-hidroxi-2-naftóico, através de reações de esterificação, alquilação e hidrólise que apresentaram um alto rendimento. O sucesso do procedimento de síntese dos complexos foi confirmado por CHN (análise elementar) e perfis espectrais observados por FT-IR. Os resultados obtidos por análises termogravimétricas revelam alta estabilidade térmica (~400 °C) dos complexos. Quanto as características fotoluminescentes, o nível tripleto do ligante (T) determinado em T = 26 332 cm-1 evidencia que este atua como antena no processo de absorção/transferência de energia. Os espectros de fotoemissão exibem transições intraconfiguracionais características do íon Eu3+, sendo a transição hipersensitiva 5D0 → 7F2 em 623 nm a mais intensa. A eficiência quântica de emissão (η) de 40,45% indica que a longa cadeia do ligante dion (C12) provoca perdas por processos nãoradiativos, além do baixo valor do parâmetro ômega 2 (Ω2) caracterizar menor covalência do ambiente químico de coordenação. Sobretudo, o ligante dion, projetado para confeccionar sistemas estruturados garantiu a formação de filmes de Langmuir luminescentes durante complexação na interface L-G. Os espectros de fotoluminescência monitorados in situ em uma cuba de Langmuir exibiram intensificação da emissão em função da compressão das barreiras móveis. Filmes LB luminescentes foram transferidos homogeneamente para substratos vítreos. As características do ligante possibilitam que este atue como surfactante e foto-antena em sistemas organizados e bidimensionais. A técnica LB explorada neste trabalho deverá contribuir para avanços no desenvolvimento de sensores para a detecção de traços de outros metais ou de analitos biológicos, por exemplo, em superfície nanoestruturada ao invés da abordagem tradicional baseada em soluções. 2023-02-08T11:42:39Z 2023-02-08T11:42:39Z 2022-08-05 masterThesis DIAS, Sofia Sestito. Estudo de complexos luminescentes derivados do ácido naftóico no estado sólido e em filmes organizados. 2022. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30539 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Químíca UTFPR |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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Português |
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Fotoluminescência Metais de terras-raras Análise térmica Filmes finos Síntese orgânica Espectroscopia de absorção atômica Photoluminescencia Rare earth metals Thermal analysis Thin films Organic compounds - Synthesis Atomic absorption spectroscopy CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA Química |
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Fotoluminescência Metais de terras-raras Análise térmica Filmes finos Síntese orgânica Espectroscopia de absorção atômica Photoluminescencia Rare earth metals Thermal analysis Thin films Organic compounds - Synthesis Atomic absorption spectroscopy CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA Química Dias, Sofia Sestito Estudo de complexos luminescentes derivados do ácido naftóico no estado sólido e em filmes organizados |
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Luminescent compounds containing europium ion (III) are interesting for several applications such as: sensors for bioimaging agents and to optimize/create opticalelectronic devices. In two-dimensional systems the material conformation can be made possible by the design of ligands, in this sense the Langmuir-Blodgett technique stands out for offering structural organization with real-time monitoring during film acquisition. In this work we describe the synthesis and characterization of the amphiphilic complexes [Eu(dion)3(H2O)(DMSO)] and [Gd(dion)3(H2O)(DMSO)], where (dion) is 6-dodecyloxy-2-naphthoic acid. Dion was synthesized in three steps from commercial 6-hydroxy-2-naphthoic acid, through esterification, alkylation and hydrolysis reactions that showed a high yield. The success of the complex synthesis procedure was confirmed by CHN (elementary analysis) and spectral profiles observed by FT-IR. The results obtained by thermogravimetric analyzes reveal high thermal stability (~400 ºC) of the complexes. As for the photoluminescent characteristics, the triplet level of the ligand (T) determined at T = 26 332 cm-1 shows that it acts as an antenna in the energy absorption and transfer process. The photoemission spectra exhibit intraconfigurational transitions characteristic of the Eu3+ ion, with the hypersensitive transition 5D0 → 7F2 at 623 nm being the most intense. The quantum emission efficiency (η) of 40.45% indicates that the long chain of the dion ligand (C12) causes losses by nonradiative processes, in addition to the low value of the Ω2 parameter characterizing a lower covalence of the chemical coordination environment. Above all, the dion ligand, designed to create structured systems, guaranteed the formation of luminescent Langmuir films during complexation at the L-G interface. The photoluminescence spectra monitored in situ in a Langmuir trough showed emission intensification as a function of the compression of the mobile barriers. Luminescent LB films were homogeneously transferred to vitreous substrates. The characteristics of the ligand allow it to act as a surfactant and photo-antenna in organized and two-dimensional systems. The LB technique explored in this work should contribute to advances in the development of sensors for detection of traces of other metals or biological analytes, for example, on a nanostructured surface instead of the traditional solution-based approach. |
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DIAS, Sofia Sestito. Estudo de complexos luminescentes derivados do ácido naftóico no estado sólido e em filmes organizados. 2022. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022. |
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