Estudo por técnicas espectroscópicas de copolímeros semicondutores sintetizados eletroquimicamente
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Data de Publicação: | 2024 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UEL |
Texto Completo: | https://repositorio.uel.br/handle/123456789/11995 |
Resumo: | Resumo: O P3MT é um importante polímero conjugado com aplicações no campo da optoeletrônica orgânica, principalmente em dispositivos orgânicos emissor de luz (OLEDs) e em células solares poliméricas (CSPs) O poli (3-metiltiofeno) (P3MT) e os copolímeros de P3MT com polidifenilamina (PDFA) foram estudados neste trabalho com o objetivo de definir condições de síntese em que se obteve filmes com propriedades ópticas diferenciadas e resposta eletroquímica característica do P3MT Os homo e copolímeros foram sintetizados eletroquimicamente a 5 ou 18 C em meio não aquoso através da oxidação dos monômeros, utilizando-se uma célula com três eletrodos e uma solução de ,1 mol L-1 LiClO4 ou Et4NBF4 em acetonitrila (ACN) Os filmes foram depositados sobre placas de platina para um melhor controle do processo Dois diferentes copolímeros foram obtidos, o sintetizado em camada denominado poli(difenilamina-co-3-metiltiofeno) (P(DFA-co-3MT)) e o sintetizado através da solução 5:1 P3MTe DFA denominado de mistura PDFA/P3MT O comportamento eletroquímico dos filmes foi verificado por Voltametria Cíclica (VC), e esses filmes foram caracterizados por espectroscopia de refletância (UV-Vis), Raman, ressonância paramagnética eletrônica (EPR) e fotoluminescência (PL) Com as caracterizações as condições de síntese (concentração do monômero e eletrólito, potencial aplicado e tempo) foram definidas Por meio da microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi possível visualizar a mudança na morfologia e espessura dos filmes com a variação de temperatura e eletrólito na síntese Com base em dados obtidos por espectroscopia de refletância, foi possível caracterizar as espécies químicas na matriz do polímero utilizando o método de ressonância Raman Ambos os resultados dos espectros de Raman e de PL conduziram à caracterização de três estruturas (formas aromática, cátion radical e dicátion) que formam as cadeia dos homo e copolímeros As medidas de EPR foram determinadas para quantificar a estabilização espécies semiquinônica a 298 e 77 K Os dados de PL, EPR e Raman indicaram que em baixas temperaturas ocorreu a maior estabilização do cátion radical nos copolímeros do que nos homopolímeros Os parâmetros potencial de ionização (I), afinidade eletrônica (A) e energia de gap (Eg) foram determinados com base nas análises técnicas realizadas Os valores de I e A encontrados possibilitam a aplicação desse material como interface de diferentes dispositivos, e os valores de Eg para os copolímeros em baixas temperaturas apresentaram-se menores que os do homopolímero em ambas as temperaturas |
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Estudo por técnicas espectroscópicas de copolímeros semicondutores sintetizados eletroquimicamenteFísico-químicaEletroquímicaOptoeletrônicaPolímeros conjugadosSemicondutores orgânicosPhysical chemistryElectrochemistryOptoelectronicsConjugated polymersOrganic semiconductorsResumo: O P3MT é um importante polímero conjugado com aplicações no campo da optoeletrônica orgânica, principalmente em dispositivos orgânicos emissor de luz (OLEDs) e em células solares poliméricas (CSPs) O poli (3-metiltiofeno) (P3MT) e os copolímeros de P3MT com polidifenilamina (PDFA) foram estudados neste trabalho com o objetivo de definir condições de síntese em que se obteve filmes com propriedades ópticas diferenciadas e resposta eletroquímica característica do P3MT Os homo e copolímeros foram sintetizados eletroquimicamente a 5 ou 18 C em meio não aquoso através da oxidação dos monômeros, utilizando-se uma célula com três eletrodos e uma solução de ,1 mol L-1 LiClO4 ou Et4NBF4 em acetonitrila (ACN) Os filmes foram depositados sobre placas de platina para um melhor controle do processo Dois diferentes copolímeros foram obtidos, o sintetizado em camada denominado poli(difenilamina-co-3-metiltiofeno) (P(DFA-co-3MT)) e o sintetizado através da solução 5:1 P3MTe DFA denominado de mistura PDFA/P3MT O comportamento eletroquímico dos filmes foi verificado por Voltametria Cíclica (VC), e esses filmes foram caracterizados por espectroscopia de refletância (UV-Vis), Raman, ressonância paramagnética eletrônica (EPR) e fotoluminescência (PL) Com as caracterizações as condições de síntese (concentração do monômero e eletrólito, potencial aplicado e tempo) foram definidas Por meio da microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi possível visualizar a mudança na morfologia e espessura dos filmes com a variação de temperatura e eletrólito na síntese Com base em dados obtidos por espectroscopia de refletância, foi possível caracterizar as espécies químicas na matriz do polímero utilizando o método de ressonância Raman Ambos os resultados dos espectros de Raman e de PL conduziram à caracterização de três estruturas (formas aromática, cátion radical e dicátion) que formam as cadeia dos homo e copolímeros As medidas de EPR foram determinadas para quantificar a estabilização espécies semiquinônica a 298 e 77 K Os dados de PL, EPR e Raman indicaram que em baixas temperaturas ocorreu a maior estabilização do cátion radical nos copolímeros do que nos homopolímeros Os parâmetros potencial de ionização (I), afinidade eletrônica (A) e energia de gap (Eg) foram determinados com base nas análises técnicas realizadas Os valores de I e A encontrados possibilitam a aplicação desse material como interface de diferentes dispositivos, e os valores de Eg para os copolímeros em baixas temperaturas apresentaram-se menores que os do homopolímero em ambas as temperaturasDissertação (Mestrado em Química) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em QuímicaAbstract: The P3MT conjugated polymer is important applications in the field of organic optoelectronics, particularly in organic light emitting devices (OLEDs), and solar cells polymer (CSPs) The poly (3-methylthiophene) (P3MT) and copolymers with P3MT and polydifenylamine (PDFA) were studied in this work with the objective to define the synthesis conditions that obtained in films with different optical properties and electrochemical response characteristic of P3MT The homo and copolymers were electrochemically synthesized at 5 or 18 C in a non aqueous medium by oxidation of the monomers, using a cell with three-electrode and a solution of 1 mol L-1 or Et4NBF4 LiClO4 in acetonitrile (ACN) The films were deposited on platinum foils for better process control Two different copolymers were obtained, synthesized under layers, termed poly (diphenylamine-co-3-methylthiophene) (P (DFA-co-3MT)) and synthesized by solution 5:1 of P3MT and DFA referred mixture PDFA/P3MT The electrochemical behavior of the films was verified by Cyclic Voltammetry (CV), and these films were characterized by reflectance spectroscopy (UV-Vis), Raman, electron paramagnetic resonance (EPR) and photoluminescence (PL) With those characterizations, synthesis conditions (monomer concentration and electrolyte, potential and time applied) were set Through the scanning electron microscopy (SEM) was able to see the change in morphology and thickness of the films with the variation of temperature and electrolyte synthesis Based on data obtained by reflectance spectroscopy, it was possible to characterize the chemical species in the polymer matrix using Raman resonance method Both results, Raman and PL spectra, led to the characterization of three structures (shape aromatic radical cation and dicátion) forming the chain of homo and copolymers The EPR measurements were determined for quantifying the stabilization species semiquinoide at 298 and 77 K The PL, EPR and Raman data indicated that occurred at low temperatures greater stabilization of the radical cation in the copolymers than in homopolymers The parameters ionization potential (I), electron affinity (A) and gap energy (Eg) were determined based on the technical analysis performed The values of I and A found possible the application of this material as an interface to different devices, and the values of Eg for the copolymer at lower temperatures were lower than those of the homopolymer at both temperaturesSantana, Henrique de [Orientador]Laureto, EdsonConstantino, Carlos José LeopoldoBento, Danielly Cristina2024-05-01T13:47:04Z2024-05-01T13:47:04Z2013.0015.02.2013info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/11995porMestradoQuímicaCentro de Ciências ExatasPrograma de Pós-Graduação em QuímicaLondrinareponame:Repositório Institucional da UELinstname:Universidade Estadual de Londrina (UEL)instacron:UELinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-07-12T04:19:53Zoai:repositorio.uel.br:123456789/11995Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bibliotecadigital.uel.br/PUBhttp://www.bibliotecadigital.uel.br/OAI/oai2.phpbcuel@uel.br||opendoar:2024-07-12T04:19:53Repositório Institucional da UEL - 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