| A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 6. Química Inorgânica |
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| Estudo das propriedades fotoluminescentes de um novo complexo binuclear de térbio |
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Thaís Meira Menezes - Estudante do curso de Licenciatura em Química – DQ – UFRPE
Maryene Alves Camargo - Docente/pesquisador do Departamento de Química Fundamental – CCEN – UFPE
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| INTRODUÇÃO: |
| A fotoluminescência é um fenômeno onde a emissão de luz de um determinado material é dada pelo retorno de um estado excitado para um estado de menor energia, e acontece partindo da excitação do material com radiação eletromagnética. Este evento protagoniza o estudo de materiais potencialmente luminescentes como complexos de íons lantanídeos e ligantes orgânicos. A síntese destes complexos é um foco de estudo de grande importância devido às propriedades destes metais quando coordenados a ligantes cromóforos. Quando se verifica a coordenação do ligante ao íon, é possível identificar a eficiência na emissão de luz na região do visível (400 a 700 nm), fato que não ocorre quando o lantanídeo é excitado diretamente devido às transições f-f, que possuem baixa probabilidade de ocorrer. Com a formação do complexo, o ligante terá a função de absorver energia na região ultravioleta (UV) e a transferir do estado singleto excitado do ligante para os níveis 4f do lantanídeo na região do visível, fenômeno conhecido como “efeito antena”. A quantificação da eficiência na emissão de luz é feita pelo rendimento quântico, que é a razão da quantidade de fótons emitidos pela quantidade de fótons absorvidos, sendo um importante objeto de estudo para o desenvolvimento de sondas luminescentes. |
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| OBJETIVO DO TRABALHO: |
| O presente trabalho tem o objetivo de explorar a atividade luminescente de um complexo binuclear de térbio (Tb3+), calculando a eficácia na emissão de energia através do rendimento quântico absoluto da amostra. |
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| MÉTODOS: |
| Dissolveu-se 0,138 g (0,25 mmol) do ligante H2BPBPMP (2-{[(2-hidroxibenzil)(2-piridilmetil)aminometil]-4-metil-6-[bis(2-piridilmetil)aminometil]}fenol) em 15 mL de metanol com aquecimento a 40°C e foi adicionado à solução 0,2309g (0,5 mmol) do sal Tb(NO3)3.nH2O (nitrato de térbio hidratado) pré dissolvido em 20 mL de metanol, permanecendo com agitação e aquecimento a 40°C durante 15 minutos. Então 0,0885g (0,5 mmol) do ligante acetoacetanilida (AAA) dissolvido em 5 mL de metanol foi acrescentado à mistura e a mesma foi agitada e aquecida durante 40 minutos. Após 1 dia observou-se a precipitação do complexo utilizando a mistura etanol/hexano na proporção 1:2. O composto foi caracterizado por espectro de infravermelho e análise térmica (TG/DTA), onde os resultados apresentam concordância com a estrutura proposta. No estudo luminescente do complexo se fez a leitura do espectro de excitação à temperatura ambiente, na faixa entre 250 nm e 450 nm com emissão monitorada na região hipersensível do íon térbio (544 nm). O espectro de emissão foi registrado fixando o comprimento de onda de excitação em seu pico de máxima intensidade. Para os estudos de rendimento quântico utilizou-se a metodologia de esfera integradora descrita em literatura. |
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| RESULTADOS E DISCUSSÃO: |
| A fórmula proposta para o complexo seria dois íons térbio ligados a um ligante H2BPBPMP e dois ligantes acetoacetanilida, apresentando uma molécula de água na primeira esfera de coordenação, além de possuir dois íons nitrato como contra-íon e quatro águas de hidratação na segunda esfera ([Tb2 (H2BPBPMP)(AAA)2(H2O)](NO3)2.4H2O). O espectro de excitação apresentou pico de máxima intensidade em 330 nm atribuída ao estado singleto (S0→S1) dos ligantes coordenados ao metal, já o espectro de emissão apresentou bandas características do íon térbio (5D4 → 7F6,5,4,3) resultante do “efeito antena”, o que demonstra que a transferência de energia dos ligantes para o íon lantanídeo é eficaz. O rendimento quântico absoluto do complexo foi calculado em quintuplicata, obtendo valor médio de 7,07, valor satisfatório para um complexo binuclear se comparado com complexo binuclear encontrado na literatura, além de apresentar águas nas duas esferas de coordenação, fato que suprime o estado excitado do térbio por conta do acoplamento vibrônico com os osciladores da água (H2O), que consome parte da energia absorvida pelo ligante. |
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| CONCLUSÕES: |
| O complexo proposto foi preparado e devidamente caracterizado, onde o estudo de suas propriedades luminescentes demonstra rendimento quântico relevante, fazendo do complexo preparado uma promissora sonda luminescente. |
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| Palavras-chave: lantanídeo, complexo, luminescência. |