Difenilfosfinato de európio(III) como material luminescente nanoestruturado de baixa dimensionalidade ancorado em plataformas de óxido de grafeno e óxido de grafeno reduzido

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Bim, Luís Felipe Bricks
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Grafeno; Nanocompósitos (Materiais); Polímeros de coordenação; Terras raras; Luminescência; Graphene; Nanocomposites (Materials); Coordination polymers; Rare earths; Luminescence
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/250995

A busca por materiais nanotecnológicos avançados baseados em grafeno (ℎ, Gp) tornou-se imperativa nas áreas de pesquisa e desenvolvimento (P&D) ao redor do mundo, assimilando imenso potencial para mitigar – ou até mesmo superar –atuais desafios relacionados a desempenho, funcionalidade e durabilidade de materiais funcionais nas áreas de ciências da vida, energia e meio ambiente. O óxido de grafeno (ℎ , GO), derivado mais comum do Gp, tem sido amplamente explorado como material funcional devido às suas vantagens sobre o seu análogo bidimensional, que incluem excelente solubilidade, conveniência de processabilidade e ampla tunabilidade química decorrente da alta densidade de grupos oxigenados em sua estrutura. Uma das reações mais significativas envolvendo o GO é a sua própria redução, que lhe atribui condutividade elétrica ao reestabelecer a sua rede conjugada π. Assim, o óxido de grafeno reduzido (rGO, ℎ ) se apresenta como um composto de comportamento dual, ostentando características intrínsecas tanto do GO quanto do grafeno puro ( ℎ, PGp). Efeitos sinérgicos positivos também podem ser extraídos do acoplamento material grafênico-componente(s), resultando em compósitos uni ou multicomponentes, que podem ser empregados, por exemplo, em sensoriamento, bem como em aplicações catalíticas, fotônicas ou eletroquímicas. Neste sentido, propriedades fotoluminescentes singulares de materiais arquitetados com base em íons Eu(III) aparentam ser atraentes para magnificar as indiscutíveis potencialidades daqueles baseados em Gp. Uma possível associação sinérgica do GO – e, também, seu análogo reduzido, rGO – com um composto luminescente baseado em Eu(III) pode ser estabelecida pela construção de compósitos entre tais integrantes icônicos da família do Gp com o polímero de coordenação nanoestruturado de baixa dimensionalidade denominado difenilfosfinato de európio(III). Buscou-se, portanto, através deste trabalho, ancorar o polímero de coordenação nanoestruturado unidimensional luminescente baseado em cátions trivalentes de európio e o ligante organofosforado difenilfosfinato – [Eu()₃]ₙ em plataformas de GO e rGO, procurando explorar propriedades estruturais, ópticas e eletroquímicas dos compósitos GO@PVU-[Eu()₃]ₙ e rGO@PVU-[Eu()₃]ₙ. Caracterização XEOL do [Eu()₃]ₙ obtido através de metodologias de precipitação por via úmida revelaram sua considerável estabilidade estrutural e eletrônica contra a exposição contínua e prolongada a raios X. Ademais, o comportamento policristalino, comumente relatado na literatura para os integrantes da família dos difenilfosfinatos de terras raras é, na verdade, uma resposta do . Com efeito, a concepção desses fosfinatos associados a uma estrutura organizada formada por nanofibras monocristalinas não-porosas foi, pela primeira vez, evidenciada. A obtenção do GO foi procedida pela esfoliação química oxidativa do grafite (Gr, ℎ), e a conversão GO→rGO via redução termicamente mediada sob atmosfera redutora de mistura verde (H₂(3%)/N₂) possibilitou a recuperação da rede conjugada da estrutura grafítica, apontando para o sucesso do processo grafenização do GO. Para os compósitos GO@PVU-[Eu()₃]ₙ e rGO@PVU-[Eu()₃]ₙ, os espectros FT-IR sugeriram a existência de entidades absorvedoras que diminuem a transparência das amostras à radiação, condizentes com a presença de GO e rGO nas amostras recobertas com PVU-[Eu()₃]ₙ. Tal observação é corroborada pelos espectros Raman, ao se verificar típicas bandas D e G, comumente relatadas na literatura para os compostos GO e rGO. As curvas TGA/DSC para ambos os compósitos apresentaram eventos exotérmicos associados à degradação de grupos oxigenados e à pirólise oxidativa do esqueleto carbônico do GO/rGO, seguida da decomposição térmica do polímero de coordenação. No rGO@PVU-[Eu()₃]ₙ, a perda de massa relacionada à remoção de grupos funcionais oxigenados de apenas 1,85% demostrou sucesso na redução (GO@PVU-[Eu()₃]ₙ)→(rGO@PVU-[Eu()₃]ₙ). Ratificando, a capacidade do compósito rGO@PVU-[Eu()₃]ₙ na extração de íons de ouro de uma solução de ácido tetracloroáurico(III) via redução à ouro metálico indicou que, de fato, a referida conversão logrou êxito na grafenização da estrutura final. Por fim, o acoplamento material grafênico(GO)-componente(PVU-[Eu()₃]ₙ) não modificou o comportamento eletroquímico refratário exibido pelos seus constituintes individuais, indicando que os materiais permaneceram quimicamente estáveis nas condições experimentais exploradas.