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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37131
Título: | Síntese e caracterização de complexos polinucleares de cobre(I) para estudos de luminescência e termocromismo |
Título(s) alternativo(s): | Synthesis and characterization of polynuclear copper(I) complexes for luminescent and thermochromism studies |
Autor(es): | Schneider, Carlos Cordeiro |
Orientador(es): | Adati, Renata Danielle |
Palavras-chave: | Luminescência Termocromismo Compostos complexos Compostos de cobre Compostos de coordenação Luminescence Thermochromism Complex compounds Copper compounds Coordination compounds |
Data do documento: | 23-Abr-2025 |
Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
Câmpus: | Curitiba |
Citação: | SCHNEIDER, Carlos Cordeiro. Síntese e caracterização de complexos polinucleares de cobre(I) para estudos de luminescência e termocromismo. 2025. Dissertação (Mestrado em Químíca) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025. |
Resumo: | O uso da luminescência pode abranger diferentes áreas para diferentes destinos. Em química dos materiais, moléculas luminescentes são a base para a criação de novos dispositivos ópticos como OLEDs e WLEDs, bem como plásticos cintilantes e tintas luminescentes. A química de coordenação do cobre(I) foi extensamente estudada devido a sua riqueza de resultados com ligantes orgânicos e inorgânicos, apresentando inúmeras variações estruturais, desde um simples complexo mononuclear a redes de coordenação extensas. Complexos baseados em nanoclusters (Ncs) de cobre(I)-iodo têm chamado a atenção devido à sua característica emissiva, além de sua facilidade de síntese com diferentes ligantes e excelentes propriedades ópticas. Esses Ncs possuem ligantes orgânicos coordenados em estruturas polinucleares de cobre-iodo, que podem apresentar diversas unidades. Dentre as mais comuns, tem-se como exemplo o cubano tetrâmero Cu4I4L4 e os polímeros escada (CuxIxLx)n. Com o intuito de estudar suas propriedades luminescentes e termocrômicas, o objetivo deste trabalho é a síntese e caracterização de um complexo com estrutura cubano tetrâmero já conhecido da literatura, o Cu4I4Py4 (1, Py = piridina), dois complexos inéditos, o Cu4I4TMX4 (2, TMX = 1,3,7- trimetilxantina) e o (CuITB)n (3, TB = 3,7-dimetilxantina), e um novo polímero de coordenação PC-2b. Os complexos foram sintetizados e caracterizados por PXRD, FT-IR, FAAS, TGA, estudos de luminescência por espectroscopia de fotoluminescência, XEOL e termocromismo através do estudo da fotoluminescência em diferentes temperaturas. O complexo 3 e o polímero PC-2b também tiveram suas estruturas analisadas SCXRD. Semelhante ao complexo 1, o complexo 2 apresentou termocromismo análogo a Ncs com estrutura cubano tetrâmero por apresentar uma banda de energia alta predominante em temperatura criogênica e outra banda de energia baixa predominante em temperatura ambiente, podendo ser atribuído a transição de carga 3XLCT e 3CC respectivamente. Para o complexo 3, foi possível observar uma estrutura do tipo tetrâmero-escada infinita (CuITB)n com ligações de hidrogênio entre as redes cristalinas, explicando sua maior estabilidade térmica. Apesar de não apresentar termocromismo semelhante ao complexo 1, uma rara luminescência com emissão no azul para estruturas escada é observada, sendo que em temperatura criogênica mostra-se mais intensa. O polímero PC-2b apresentou um empacotamento de dois clusters do tipo escada infinita, o (CuITMX)n e (CuIMeCN)n, através de interações fracas por ligação de hidrogênio. Todos os três complexos apresentaram emissões máximas de radioluminescência semelhantes aos observados na fotoluminescência, indicando que a emissão é governada pelos mesmos mecanismos de transferência de carga da fotoluminescência. |
Abstract: | The use of luminescence can cover different areas for various purposes. In material chemistry, luminescent molecules form the basis for creating new optical devices such as OLEDs and WLEDs, as well as sparkling plastics and luminescent paints. The coordination chemistry of copper(I) has been extensively studied due to its rich results with organic and inorganic ligands, presenting numerous structural variations, ranging from simple mononuclear complexes to extensive coordination networks. Complexes based on copper(I)-iodide nanoclusters (Ncs) have attracted attention due to their emissive characteristics, as well as their ease of synthesis with different ligands, and excellent optical properties. These Ncs have organic ligands coordinated in polynuclear copper-iodide structures, which can exhibit various units. Among the most common are the tetrahedral cubane Cu4I4L4 and ladder polymers (CuxIxLx)n. The objective of this work is to synthesize and characterize a complex with a known tetrahedral cubane structure from the literature, Cu4I4Py4 (1, Py = pyridine), two novel complexes, Cu4I4TMX4 (2, TMX = 1,3,7-trimethylxanthine) and (CuITB)n (3, TB = 3,7-dimethylxanthine), as well as a coordination polymer PC-2b, in order to study their luminescent and thermochromic properties. The complexes were synthesized and characterized by PXRD, FT-IR, FAAS, TGA, luminescence studies using photoluminescence spectroscopy, XEOL, and thermochromism through photoluminescence studies at different temperatures Complex 3 and the PC-2b polymer also had their structures analyzed by SCXRD. Similar to complex 1, complex 2 exhibits thermochromism analogous to Ncs with a tetrahedral cubane structure, showing a high-energy band predominant at cryogenic temperature and a low-energy band predominant at room temperature, which can be attributed to the 3XLCT and 3CC charge transfer transitions, respectively. For complex 3, it was observed an infinite ladder (CuITB)n structure with hydrogen bonding between the crystal networks, explaining its greater thermal stability. Although it does not display thermochromism similar to complex 1, a rare luminescence with blue emission for ladder structures is observed, being more intense at cryogenic temperature. The PC-2b polymer presented a packing of two infinite ladder-type clusters, (CuITMX)n and (CuIMeCN)n, through weak hydrogen bond interactions. All three complexes exhibited radioluminescence at wavelengths similarly observed in photoluminescence, indicating that the emission is governed by the same charge transfer mechanisms as in photoluminescence. |
URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37131 |
Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Química |
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