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Type: Tese
Title: Síntese, caracterização e estudo fotofísico de complexos de lantanídeos contendo ligantes cromóforos com potencial aplicação em dispositivos luminescentes
Author: Queiroz, Eduarda Couto
First Advisor: Machado, Flávia Cavalieri
Referee Member: Ferrari, Jefferson Luis
Referee Member: Rocha, Willian Ricardo
Referee Member: Acosta, Maribel Coromoto Navarro
Referee Member: Cuin, Alexandre
Resumo: Neste trabalho, foram sintetizados e caracterizados novos complexos de lantanídeos contendo ligantes dicarboxilatos e ligantes nitrogenados neutros, além de complexos de Eu(III) contendo ligantes β-dicetonas e ligantes nitrogenados neutros, com o objetivo de serem utilizados em Dispositivos Moleculares Conversores de Luz (DMLCs). Os complexos metálicos foram caracterizados, e suas propriedades luminescentes foram estudadas. Esses complexos metálicos apresentaram estruturas químicas distintas com fórmulas gerais de [Ln(Furan)(44Dmbpy)(NO₃)]·2H₂O, [Ln₂(Biq)₃(DMF)₃(H₂O)]·DMF·2H₂O (Ln = Eu(III), Tb(III) e Gd(III), 44Dmbpy = 4,4’-dimetil-2,2’-bipiridina, Furan = 2,5-furanodicarboxílico, Biq = ácido 2,2’-biquinolina-4,4’-dicarboxílico) e [Sm(Phen)(Chelo)(NO₃)(H₂O)] (Phen = fenantrolina, Chelo = ácido quelidônico) para os dicarboxilatos. Enquanto que, para os βdicetonatos, os complexos metálicos apresentaram as seguintes fórmulas: [Eu(TFB)355Dmbpy], [Eu(TTA)355Dmbpy], [Eu₂(TTA)₈]²⁻·TMDP²⁺, [Eu(TTA)₃TMDP], [Eu(TFB)₃TMDP], [Eu(TFB)₄]⁻·(66Dmbpy)⁺, [Eu(TFB)₃Bato] e [Eu₂(TTA)₆Pyra] (TFB = 4,4,4-trifluoro-1-fenil-1,3-butanodiona, TTA = 2-tenoiltrifluoroacetona, 55Dmbpy = 5,5’- dimetil-2,2’-bipiridina, TMDP = 4,4'-trimetilenodipiridina, 66Dmbpy = 6,6’-dimetil-2,2’- bipiridina, Bato = batofenantrolina, Pyra = pirazina carboxiamida). O processo de transferência de energia entre o ligante e o íon Ln(III) foi estudado por meio de análises fotoluminescentes, e a eficiência quântica (η) foi calculada para os complexos de Eu(III). Os complexos metálicos β-dicetonatos apresentaram alta eficiência quântica, com destaque para o complexo [Eu(TFB)355Dmbpy], que atingiu a maior eficiência quântica de 68,92%. Devido à alta luminescência, os complexos [Eu(TFB)355Dmbpy] e [Eu(TTA)355Dmbpy] foram utilizados na fabricação de OLEDs (diodos orgânicos emissores de luz) com diferentes arquiteturas, resultando em dispositivos com alta pureza de cor e luminância. Os OLEDs mais eficientes apresentaram luminâncias de 883 e 2291 cd/m² para os complexos metálicos [Eu(TFB)355Dmbpy] e [Eu(TTA)355Dmbpy], respectivamente. O complexo [Eu(TFB)₄]⁻·(66Dmbpy)⁺ apresenta um caráter iônico e, por isso, foi utilizado na fabricação de LECs (light-emitting electrochemical cell), apresentando propriedades luminescentes. Contudo, a emissão foi imperceptível ao olho humano devido à baixa eficiência desse dispositivo.
Abstract: In this work, new lanthanide complexes containing dicarboxylate ligands and neutral nitrogen ligands, as well as Eu(III) complexes containing β-diketone ligands and neutral nitrogen ligands, were synthesized and characterized for use in Light-Converting Molecular Devices (LCMDs). The complexes were characterized, and their luminescent properties were studied. These complexes exhibited distinct chemical structures with general formulas of [Ln(Furan)(44Dmbpy)(NO₃)]·2H₂O, [Ln₂(Biq)₃(DMF)₃(H₂O)]·DMF·2H₂O (Ln = Eu(III), Tb(III), and Gd(III), 44Dmbpy = 4,4’-dimethyl-2,2’-bipyridine, Furan = 2,5-furandicarboxylic acid, Biq = 2,2’-biquinoline-4,4’-dicarboxylic acid), and [Sm(Phen)(Chelo)(NO₃)(H₂O)] (Phen = phenanthroline, Chelo = chelidonic acid) for the dicarboxylates. For the β-diketonates, the complexes had the following formulas: [Eu(TFB)355Dmbpy], [Eu(TTA)355Dmbpy], [Eu₂(TTA)₈]²⁻·TMDP²⁺, [Eu(TTA)₃TMDP], [Eu(TFB)₃TMDP], [Eu(TFB)₄]⁻·(66Dmbpy)⁺, [Eu(TFB)₃Bato], and [Eu₂(TTA)₆Pyra] (TFB = 4,4,4-trifluoro-1-phenyl-1,3-butanedione, TTA = 2-thenoyltrifluoroacetone, 55Dmbpy = 5,5’-dimethyl-2,2’-bipyridine, TMDP = 4,4'- trimethylenedipyridine, 66Dmbpy = 6,6’-dimethyl-2,2’-bipyridine, Bato = bathophenanthroline, Pyra = pyrazinecarboxamide). The energy transfer process between the ligand→Ln(III) was studied through photoluminescent analyses, and the quantum efficiency (η) was calculated for the Eu(III) complexes. The β-diketonate complexes exhibited high quantum efficiency, with [Eu(TFB)355Dmbpy] achieving the highest quantum efficiency of 68.92%. Due to their high luminescence, the complexes [Eu(TFB)355Dmbpy] and [Eu(TTA)355Dmbpy] were used in OLEDs (organic light-emitting diodes) with different architectures, resulting in devices with high color purity and luminance. The most efficient OLEDs showed luminance of 883 and 2291 cd/m² for complexes [Eu(TFB)355Dmbpy] e [Eu(TTA)355Dmbpy], respectively. The [Eu(TFB)₄]⁻·(66Dmbpy)⁺ complex, having an ionic character, was used in the fabrication of LECs (light-emitting electrochemical cells), exhibiting luminescent properties. However, the emission was imperceptible to the human eye due to the low efficiency of the device.
Keywords: Lantanídeos
OLEDs
β-dicetonas
Ligantes carboxilatos
Fotoluminescência
Lanthanides
Carboxylate ligands
Photoluminescence
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Química
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/17917
Issue Date: 26-Aug-2024
Appears in Collections:Doutorado em Química (Teses)



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