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Síntese de novas heptameteno cianinas : estudo e aplicação de suas propriedades fotofísicas e fotoeletroquímicas

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Síntese de novas heptameteno cianinas : estudo e aplicação de suas propriedades fotofísicas e fotoeletroquímicas

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Título Síntese de novas heptameteno cianinas : estudo e aplicação de suas propriedades fotofísicas e fotoeletroquímicas
Autor Duarte, Rodrigo da Costa
Orientador Rodembusch, Fabiano Severo
Co-orientador Santos, Marcos José Leite
Data 2017
Nível Doutorado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Química.
Assunto Ácido orgânico
Polietileno de alta densidade
Polímeros : Aditivos
Polímeros : Cristalização
Resumo A presente tese apresenta a síntese de uma série de heptameteno cianinas catiônicas e neutras utilizando metodologias clássicas adaptadas da literatura e/ou empregando reagentes comerciais. O comportamento fotofísico destes compostos foi estudado utilizando as técnicas de espectroscopia de absorção na região do UV-Vis-NIR e de emissão de fluorescência em solução utilizando diferentes solventes. Observou-se um comportamento solvatocrômico positivo para os compostos 94-96, permitindo um estudo mais aprofundado através das relações de Lippert-Mataga. Foi possível mensurar os momentos de dipolo tanto no estado fundamental como no excitado dos compostos 94-96, em solventes puros e mistura de solventes. Estudos fotofísicos em fase sólida, foram também realizados para avaliar a capacidade de adsorção dos compostos na superfície do TiO2, sendo que apenas os compostos 91-93 apresentaram adsorção significativa. Ainda, os espectros de absorção na região do UV-Vis-NIR destes compostos apresentaram um aumento e alargamento da banda atribuída a formação de agregados tipo H. Para diminuir a formação destes agregados na superfície de TiO2 foi utilizado ao ácido deoxicólico, mediante diferentes condições de adsorções, variando temperatura, tempo de contato e concentração. Esta metodologia permitiu a modulação da largura e intensidade da banda atribuída aos agregação H de forma eficiente. Todos os compostos tiveram seus níveis de energia HOMO e LUMO, identificados por voltametria cíclica, tendo os compostos, apresentado potenciais de oxidação e redução dentro dos limites aceitáveis para aplicação como fotosensibilizador de TiO2, em células solares sensibilizadas por corantes orgânicos (DSCs). DSCs foram confeccionadas com os compostos 91-93, sem a co-adsorção de ácido deoxicólico. Adicionalmente, com a presença do ácido deoxicólico houve um aumento considerável nos valores de eficiência, mostrando sua capacidade de conversão de luz em corrente elétrica. O comportamento solvatocrômico dos compostos 94-96 permitiu o estudo dos mesmos como quimiossensores para identificação de adulteração de gasolina comum, permitindo a aplicação destes compostos como marcadores deste tipo de combustível.
Abstract This thesis presents the synthesis of a series of cationic and neutral heptametene cyanines using classical methodologies adapted from the literature and/or employing commercial reagents. In addition, the photophysical behavior of these compounds was studied using UV-Vis-NIR absorption and fluorescence emission spectroscopies in solution of different solvents. A positive solvatochromic behavior was observed for compounds 94-96, which allowed an additional study using the Lippert-Mataga relation as a function of the solvent polarity. It was possible to measure the dipole moments in both ground and the excited states of compounds in pure solvents and solvent mixtures. Photophysical studies in solid phase were also performed to evaluate the adsorption capacity of the compounds on the surface of TiO2. Only compounds 91-93 showed significant adsorption. Furthermore, absorption spectra in the UV-Vis-NIR region of these compounds showed an increase and widening of the band attributed to the formation of H-type aggregates (740nm). In order to reduce the formation of H aggregates on the TiO2 surface, it was used as additive the deoxycholic acid, under different adsorption, temperature, time and concentration conditions of both studied compounds and deoxycholic acid. This methodology allowed the modulation of the bandwidth and the intensity of the band assigned to the H (740nm) aggregation efficiently. All compounds had their HOMO and LUMO energy levels, identified by cyclic voltammetry, and the compounds presented oxidation and reduction potentials within acceptable limits for application as a TiO2 photosensitizer in organic dyes sensitized by organic dyes (DSCs). Organic dyes sensitized by organic dyes (DSCs) were made with compounds 91-93, without the co-adsorption of deoxycholic acid. Additionally, with the presence of deoxycholic acid there was a considerable increase in the efficiency values , showing its light-converting capacity in current power. The solvatochromic behavior of compounds 94-96 allowed the study of these as chemosensors to identify adulteration of common gasoline, allowing the application of these compounds as markers of this type of fuel.
Tipo Tese
URI http://hdl.handle.net/10183/165130
Arquivos Descrição Formato
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