Materiais nanoestruturados baseados em polímeros condutores :
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2010 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
Texto Completo: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/1415 |
Resumo: | Eletrodos quimicamente modificados (EQM) resultam da imobilização intencional de um agente modificador sobre a superfície do eletrodo tais como camadas de polímeros condutores (PC). O principal objetivo em utilizar eletrodos quimicamente modificados é o fato de poder ajustar suas propriedades a uma função particular. Uma tendência atual no desenvolvimento de EQM é a utilização de compostos orgânicos e inorgânicos molecularmente acoplados para se obter propriedades moduladas ou para, mutuamente, compensar desvantagens. Um grande número de contra-íons tais como os derivados do DMIT (1,3-ditiola-2-tiona-4,5-ditiolato), pode ser inserido na matriz do polipirrol, durante a sua síntese por meio da eletropolimerização. Neste trabalho relatamos a síntese e a caracterização do filme de PPy, PPy/[ (CH₂COO)₂-DMIT]²⁻ usando o derivado do DMIT funcionalizado 4,5-bis(carboximetilsulfanil)-1,3-ditiola-2-tiona, (CH₂COOH)₂-DMIT para a obtenção de um novo material com propriedades promissoras para a química da matéria condensada. O composto e o filme obtido foram caracterizados através de técnicas espectroscópicas (UV-Vis-NIR), técnicas eletroquímicas (voltametria cíclica) e elétricas (medidas de condutividade), e por análise térmica (TGA) para avaliar suas propriedades. A caracterização espectroscópica por UV-Vis-NIR e infravermelho (FTIR), confirmaram a inserção do contra-ânion no PPy e sugeriram que este interage com a cadeia catiônica do polímero estabilizando-a através do encurtamento de ligações e pela diminuição do gap de energia entre as bandas bipolarônicas. A condutividade medida para o filme esteve da ordem de grandeza de outros polímeros condutores obtidos com a mesma classe de contra-íon (10⁻³ S/cm). A caracterização por voltametria cíclica (VC) mostrou que o composto (CH₂COOH)₂-DMIT e o polímero sintetizado, são eletroativos e sofrem processos redox. A análise termogravimétrica (TGA) permitiu-nos avaliar a estabilidade térmica do contra-ânion e revelou que a cinética de termodecomposição do composto segue um mecanismo complexo em múltiplas etapas. A realização de cálculos teóricos preliminares de otimização da estrutura do composto (CH₂COOH)₂DMIT e do polímero PPy/[(CH₂COO)₂-DMIT]²⁻ mostraram que o composto possui três isômeros geométricos sendo que, dentre os isômeros, a estrutura cristalográfica, corresponde a 60% e as estruturas assimétrica e simétrica correspondem a 20% cada uma. O gap de energia variou entre 3,8 - 4,2 eV sendo que as transições mais intensas são predominantemente orbitais deslocalizados para os orbitais *C=S, *C=C *C–S, indicando uma natureza multiconfiguracional dos diversos estados excitados. Os orbitais de fronteira para o sistema PPy/ (CH₂COO)₂-DMIT]²⁻ sugerem que o transporte de carga acontece tanto ao longo das cadeias poliméricas como entre cadeias sendo que o transporte paralelo ao plano do filme de PPy/ (CH₂COO)₂-DMIT]²⁻ parece ser o predominante. |
id |
UFEI_f0134bbe9fb2875d1f544cb584ff4ae0 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.unifei.edu.br:123456789/1415 |
network_acronym_str |
UFEI |
network_name_str |
Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
repository_id_str |
7044 |
spelling |
2010-07-202018-06-27T13:49:49Z2018-06-27T13:49:49ZSILVA, Aldo de Oliveira. Materiais nanoestruturados baseados em polímeros condutores: Estudo teórico/experimental da obtenção do material polipirrol com o 4,5-BIS (carboximetilsulfanil)-1,3-ditiola-2-tiona, PPy/[ (CH₂COO) ₂DMIT] ²⁻. 2010. 103 f. Dissertação (Mestrado em Materiais para Engenharia) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2010.https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/1415Eletrodos quimicamente modificados (EQM) resultam da imobilização intencional de um agente modificador sobre a superfície do eletrodo tais como camadas de polímeros condutores (PC). O principal objetivo em utilizar eletrodos quimicamente modificados é o fato de poder ajustar suas propriedades a uma função particular. Uma tendência atual no desenvolvimento de EQM é a utilização de compostos orgânicos e inorgânicos molecularmente acoplados para se obter propriedades moduladas ou para, mutuamente, compensar desvantagens. Um grande número de contra-íons tais como os derivados do DMIT (1,3-ditiola-2-tiona-4,5-ditiolato), pode ser inserido na matriz do polipirrol, durante a sua síntese por meio da eletropolimerização. Neste trabalho relatamos a síntese e a caracterização do filme de PPy, PPy/[ (CH₂COO)₂-DMIT]²⁻ usando o derivado do DMIT funcionalizado 4,5-bis(carboximetilsulfanil)-1,3-ditiola-2-tiona, (CH₂COOH)₂-DMIT para a obtenção de um novo material com propriedades promissoras para a química da matéria condensada. O composto e o filme obtido foram caracterizados através de técnicas espectroscópicas (UV-Vis-NIR), técnicas eletroquímicas (voltametria cíclica) e elétricas (medidas de condutividade), e por análise térmica (TGA) para avaliar suas propriedades. A caracterização espectroscópica por UV-Vis-NIR e infravermelho (FTIR), confirmaram a inserção do contra-ânion no PPy e sugeriram que este interage com a cadeia catiônica do polímero estabilizando-a através do encurtamento de ligações e pela diminuição do gap de energia entre as bandas bipolarônicas. A condutividade medida para o filme esteve da ordem de grandeza de outros polímeros condutores obtidos com a mesma classe de contra-íon (10⁻³ S/cm). A caracterização por voltametria cíclica (VC) mostrou que o composto (CH₂COOH)₂-DMIT e o polímero sintetizado, são eletroativos e sofrem processos redox. A análise termogravimétrica (TGA) permitiu-nos avaliar a estabilidade térmica do contra-ânion e revelou que a cinética de termodecomposição do composto segue um mecanismo complexo em múltiplas etapas. A realização de cálculos teóricos preliminares de otimização da estrutura do composto (CH₂COOH)₂DMIT e do polímero PPy/[(CH₂COO)₂-DMIT]²⁻ mostraram que o composto possui três isômeros geométricos sendo que, dentre os isômeros, a estrutura cristalográfica, corresponde a 60% e as estruturas assimétrica e simétrica correspondem a 20% cada uma. O gap de energia variou entre 3,8 - 4,2 eV sendo que as transições mais intensas são predominantemente orbitais deslocalizados para os orbitais *C=S, *C=C *C–S, indicando uma natureza multiconfiguracional dos diversos estados excitados. Os orbitais de fronteira para o sistema PPy/ (CH₂COO)₂-DMIT]²⁻ sugerem que o transporte de carga acontece tanto ao longo das cadeias poliméricas como entre cadeias sendo que o transporte paralelo ao plano do filme de PPy/ (CH₂COO)₂-DMIT]²⁻ parece ser o predominante.Materiais nanoestruturados baseados em polímeros condutores :Estudo teórico/experimental da obtenção do material polipirrol com o 4,5-BIS (carboximetilsulfanil)-1,3-ditiola-2-tiona, PPy/[ (CH₂COO) ₂DMIT] ²⁻.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisItajubáUniversidade Federal de Itajubá103 p.PolipirrolDMIT1,3-ditiola-2-tiona-4,5-ditiolatoVoltametria cíclicaPolímeros condutoresFuncionalizaçãoNanotecnologiaPolypyrrole1,3-dithiole-2-thione-4,5-dithiolatoCyclic voltammetryNanotechnologyConducting polymersFunctionalizationCRUZ, Antônio Gerson Bernardo daCARVALHO, Ana Claudia MonteiroMateriais para EngenhariaNão metaisSILVA, Aldo de OliveiraPrograma de Pós-Graduação: Mestrado - Materiais para EngenhariaIFQ - Instituto de Física e Químicaporreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEIinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALdissertacao_0037001.pdfdissertacao_0037001.pdfapplication/pdf3084217https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/1415/1/dissertacao_0037001.pdf6c528513bf07e3620dc1ac928256fa22MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/1415/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52123456789/14152024-04-03 15:52:49.31oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442024-04-03T18:52:49Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Materiais nanoestruturados baseados em polímeros condutores : |
dc.title.subtitle.pt_BR.fl_str_mv |
Estudo teórico/experimental da obtenção do material polipirrol com o 4,5-BIS (carboximetilsulfanil)-1,3-ditiola-2-tiona, PPy/[ (CH₂COO) ₂DMIT] ²⁻. |
title |
Materiais nanoestruturados baseados em polímeros condutores : |
spellingShingle |
Materiais nanoestruturados baseados em polímeros condutores : SILVA, Aldo de Oliveira |
title_short |
Materiais nanoestruturados baseados em polímeros condutores : |
title_full |
Materiais nanoestruturados baseados em polímeros condutores : |
title_fullStr |
Materiais nanoestruturados baseados em polímeros condutores : |
title_full_unstemmed |
Materiais nanoestruturados baseados em polímeros condutores : |
title_sort |
Materiais nanoestruturados baseados em polímeros condutores : |
author |
SILVA, Aldo de Oliveira |
author_facet |
SILVA, Aldo de Oliveira |
author_role |
author |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
SILVA, Aldo de Oliveira |
description |
Eletrodos quimicamente modificados (EQM) resultam da imobilização intencional de um agente modificador sobre a superfície do eletrodo tais como camadas de polímeros condutores (PC). O principal objetivo em utilizar eletrodos quimicamente modificados é o fato de poder ajustar suas propriedades a uma função particular. Uma tendência atual no desenvolvimento de EQM é a utilização de compostos orgânicos e inorgânicos molecularmente acoplados para se obter propriedades moduladas ou para, mutuamente, compensar desvantagens. Um grande número de contra-íons tais como os derivados do DMIT (1,3-ditiola-2-tiona-4,5-ditiolato), pode ser inserido na matriz do polipirrol, durante a sua síntese por meio da eletropolimerização. Neste trabalho relatamos a síntese e a caracterização do filme de PPy, PPy/[ (CH₂COO)₂-DMIT]²⁻ usando o derivado do DMIT funcionalizado 4,5-bis(carboximetilsulfanil)-1,3-ditiola-2-tiona, (CH₂COOH)₂-DMIT para a obtenção de um novo material com propriedades promissoras para a química da matéria condensada. O composto e o filme obtido foram caracterizados através de técnicas espectroscópicas (UV-Vis-NIR), técnicas eletroquímicas (voltametria cíclica) e elétricas (medidas de condutividade), e por análise térmica (TGA) para avaliar suas propriedades. A caracterização espectroscópica por UV-Vis-NIR e infravermelho (FTIR), confirmaram a inserção do contra-ânion no PPy e sugeriram que este interage com a cadeia catiônica do polímero estabilizando-a através do encurtamento de ligações e pela diminuição do gap de energia entre as bandas bipolarônicas. A condutividade medida para o filme esteve da ordem de grandeza de outros polímeros condutores obtidos com a mesma classe de contra-íon (10⁻³ S/cm). A caracterização por voltametria cíclica (VC) mostrou que o composto (CH₂COOH)₂-DMIT e o polímero sintetizado, são eletroativos e sofrem processos redox. A análise termogravimétrica (TGA) permitiu-nos avaliar a estabilidade térmica do contra-ânion e revelou que a cinética de termodecomposição do composto segue um mecanismo complexo em múltiplas etapas. A realização de cálculos teóricos preliminares de otimização da estrutura do composto (CH₂COOH)₂DMIT e do polímero PPy/[(CH₂COO)₂-DMIT]²⁻ mostraram que o composto possui três isômeros geométricos sendo que, dentre os isômeros, a estrutura cristalográfica, corresponde a 60% e as estruturas assimétrica e simétrica correspondem a 20% cada uma. O gap de energia variou entre 3,8 - 4,2 eV sendo que as transições mais intensas são predominantemente orbitais deslocalizados para os orbitais *C=S, *C=C *C–S, indicando uma natureza multiconfiguracional dos diversos estados excitados. Os orbitais de fronteira para o sistema PPy/ (CH₂COO)₂-DMIT]²⁻ sugerem que o transporte de carga acontece tanto ao longo das cadeias poliméricas como entre cadeias sendo que o transporte paralelo ao plano do filme de PPy/ (CH₂COO)₂-DMIT]²⁻ parece ser o predominante. |
publishDate |
2010 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2010-07-20 |
dc.date.available.fl_str_mv |
2018-06-27T13:49:49Z |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2018-06-27T13:49:49Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
SILVA, Aldo de Oliveira. Materiais nanoestruturados baseados em polímeros condutores: Estudo teórico/experimental da obtenção do material polipirrol com o 4,5-BIS (carboximetilsulfanil)-1,3-ditiola-2-tiona, PPy/[ (CH₂COO) ₂DMIT] ²⁻. 2010. 103 f. Dissertação (Mestrado em Materiais para Engenharia) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2010. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/1415 |
identifier_str_mv |
SILVA, Aldo de Oliveira. Materiais nanoestruturados baseados em polímeros condutores: Estudo teórico/experimental da obtenção do material polipirrol com o 4,5-BIS (carboximetilsulfanil)-1,3-ditiola-2-tiona, PPy/[ (CH₂COO) ₂DMIT] ²⁻. 2010. 103 f. Dissertação (Mestrado em Materiais para Engenharia) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2010. |
url |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/1415 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Materiais para Engenharia |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
IFQ - Instituto de Física e Química |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) instacron:UNIFEI |
instname_str |
Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) |
instacron_str |
UNIFEI |
institution |
UNIFEI |
reponame_str |
Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
collection |
Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/1415/1/dissertacao_0037001.pdf https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/1415/2/license.txt |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
6c528513bf07e3620dc1ac928256fa22 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) |
repository.mail.fl_str_mv |
repositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.br |
_version_ |
1801863234488107008 |