Preparação e caracterização de nanocompósitos de poli(3-hexiltiofeno)-TiO2

• Autor(a) principal: Aline Ingrid Alves dos Reis Almeida
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-BBXQGD
• topic: poli(3-hexiltiofeno); Dióxido de titânio; nanocompósitos; Nanopartículas; Energia Conversão; Polimerização; Físico química; Dióxido de titânio; Microscopia eletrônica; Energia Armazenamento

 Neste trabalho, nanopartículas cristalinas de dióxido de titânio (TiO2) foram sintetizadas e incorporadas em uma matriz de poli(3-hexiltiofeno) (P3HT) por meio de um processo de polimerização in situ. A síntese assistida por micro-ondas utilizando como precursor o tetracloreto de titânio em meio aquoso promoveu a formação de partículas com dimensões menores que 10 nm, o que garantiu termodinamicamente a formação exclusiva da fase cristalina anatásio. O tratamento térmico a 400°C originou uma amostra contendo nanopartículas interconectadas, possuindo morfologia heterogênea e com área superficial específica de (457 ± 32) m2 g-1 e volume total de poros de (0,67 ± 0,05) cm3 g-1. Essa amostra se mostrou efetiva na fotodegradação do corante azul de metileno, o que evidenciou o potencial de atuação das nanopartículas como um fotocatalisador com tempo de meia-vida para os pares elétron-buraco suficientemente adequado. Em uma segunda parte do trabalho, nanocompósitos de P3HT-TiO2 contendo 1,0; 2,0 e 5,0% m/m em TiO2 foram preparados por polimerização in-situ. Imagens de microscopia eletrônica de transmissão permitiram confirmar a presença de aglomerados submicrométricos e nanopartículas individuais de TiO2 inseridas na matriz de P3HT. A inserção das nanopartículas promoveu uma pequena redução da regiorregularidade polimérica e pequenas variações das propriedades de absorção/emissão óptica, com destaque para a amostra de P3HT/TiO2 2,0% m/m que se mostrou mais promissora. Aumentos sistemáticos nas propriedades: temperatura de transição vítrea, temperatura de cristalização e temperatura de fusão ocorreram com a inserção das nanopartículas de TiO2 na matriz de P3HT. Voltamogramas cíclicos mostraram variações nos valores de potenciais de oxidação para os nanocompósitos comparativamente ao observado para a amostra de P3HT. Todas as amostras apresentaram comportamento semi-reversível nas velocidades estudadas. Os resultados apresentados nesse trabalho sugerem que há viabilidade de utilização dos nanocompósitos preparados em dispositivos de conversão e armazenamento de energia.