Preparação de materiais semicondutores empregando MCM-41 e MOF - Borba, Katiúscia Machado Nobre (2019)
Desde a descoberta das propriedades condutoras dos polímeros, estes materiais têm encontrado diversas aplicações em dispositivos eletrônicos, tais como eletrodos para capacitores e membranas de troca protônica para células a combustível. O propósito deste trabalho foi a síntese e a utilização de materiais mesoporosos MCM-41 e Zr-MOF na obtenção de materiais semicondutores. A MCM-41 foi empregada para obter suportes de complexos de níquel e de ródio na síntese de polifenilacetilenos. Os materiais híbridos MCM-41/orgânico foram aplicados na obtenção de cadeias de polifenilacetileno ordenadas, enquanto que o Zr-MOF foi empregado na síntese de membranas poliméricas para melhorar a condutividade de membranas contendo SPEEK com diferentes líquidos iônicos. A utilização da MCM-41 levou ao desenvolvimento do material híbrido sililado (MS), que por sua vez teve grande importância na obtenção de polifeniacetileno semicondutor, com condutividade de 8,13×10-5 S m-1. O MS foi também responsável por diminuir o espaçamento entre bandas do polifenilacetileno de 2,13 eV para 1,83 eV. O polifenilacetileno, quando aplicado em um capacitor, se mostrou estável após 3000 ciclos de carga e descarga e produziu uma capacitância elevada quando comparado ao polímero POMA. A incorporação de 7,5% em massa de MOF UiO-66 (Zr-MOF) no polímero SPEEK aumentou a condutividade protônica da membrana, chegando a 172 mS cm-1 a 80 °C. Entre os três líquidos iônicos testados nas membranas SPEEK/Zr-MOF, a incorporação de 2,5% de TEA-PS.HSO4 encapsulado no Zr-MOF apresentou uma maior capacidade de retenção de água e o melhor resultado de condutividade de prótons entre as membranas SPEEK/MOF-LI estudadas. A membrana SPEEK/Zr-MOF/TEA se mostrou promissora na aplicação em células a combustível.