Estudo das propriedades fotofísicas e efeito fototérmico em nanofíbras de compósitos a base de PVA contendo Ln-MOFs e nanopartículas de Au/YVO₄:Yb,Er e Fe₃O₄
No presente trabalho e mostrado a obtenção de novos materiais compósitos a base de PVA sob a forma de nanofibras. Foram estudadas as propriedades luminescentes, magnéticas, morfológicas, estruturais e térmicas das nanofibras preparadas. Através da preparação de nanofibras luminescentes compostas por...
| Main Author: | MELO, Etelino José Monteiro Vera Cruz Feijó de |
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| Other Authors: | ALVES JÚNIOR, Severino |
| Format: | doctoralThesis |
| Language: | por |
| Published: |
Universidade Federal de Pernambuco
2019
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| Subjects: | |
| Online Access: |
https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/29868 |
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ir-123456789-298682019-03-27T05:05:02Z Estudo das propriedades fotofísicas e efeito fototérmico em nanofíbras de compósitos a base de PVA contendo Ln-MOFs e nanopartículas de Au/YVO₄:Yb,Er e Fe₃O₄ MELO, Etelino José Monteiro Vera Cruz Feijó de ALVES JÚNIOR, Severino MELO, Celso Pinto de ALVES, Kleber Gonçalves Bezerra RODRIGUES, Marcelo Oliveira http://lattes.cnpq.br/0070301370900129 http://lattes.cnpq.br/9563158536061549 http://lattes.cnpq.br/4505138524062254 Química Inorgânica Novos materiais Nanotecnologia Eletrofiação No presente trabalho e mostrado a obtenção de novos materiais compósitos a base de PVA sob a forma de nanofibras. Foram estudadas as propriedades luminescentes, magnéticas, morfológicas, estruturais e térmicas das nanofibras preparadas. Através da preparação de nanofibras luminescentes compostas por duas redes de coordenação (LnMOF onde Ln = Eu³⁺ ou Tb³) reportamos pela primeira vez na literatura nanofibras luminescentes a base de LnMOFs. De acordo com a incorporação das diferentes LnMOF na matriz de PVA, e da mistura em proporções distintas dessas mesmas MOFs, obtivemos cinco tipos de nanofibras compostas por LnMOFs de Ln(DPA)(H2DPA), em que Ln = ions Tb³⁺ ou Eu³⁺, sendo a primeira nanofibra a de EuMOF, a segunda de TbMOF, enquanto que a terceira, quarta e quinta foram fibras contem as duas LnMOFs no mesmo sistema, variando apenas a proporção TbMOF:EuMOF na seguinte ordem: 95:0,5, 80:20 e 50:50, respectivamente, obtendo assim sistemas que apresentavam diferentes coordenadas de cor na emissão, quando excitadas com radiação ultravioleta. Outro tipo de nanofibras foram preparadas: nanofibras bifuncionais, luminescentes e magnéticas de LnMOF (onde Ln=Eu³⁺ ou Tb³⁺) e nanoparticulas de magnetita (Fe₃O₄_NF). Foi verificado que a depender do núcleo metálico utilizado na LnMOF, essas nanofibras apresentam uma emissão que pode ser verde (núcleo de Térbio) ou vermelha (núcleo de Európio). Enquanto que observou-se um comportamento superparamagnético quando realizadas as medidas de suscetibilidade magnética. Esta característica magnética e típica das nanoparticulas de magnetita (Fe₃O₄_NP), como verificado. Por fim no ultimo tipo de nanofibras estudada, foram incorporadas nanoparticulas de ouro (Au_NP) a matriz de PVA, junto com ortovanadato de ítrio codopado com itérbio e érbio (YVO₄:Yb,Er). Essas nanofibras apresentam um comportamento fototérmico, isto e, aumenta a sua temperatura quando excitadas com um laser em 980 nm, além de luminescerem através da emissão que ocorre pelo fenômeno de transferência de energia por conversão ascendente (upconversion). Ainda foi possível verificar, pela primeira vez na literatura, a transferência de energia entre o YVO₄:Yb,Er e as Au_NP, pois a incorporação do YVO₄:Yb,Er aumenta a eficiência do fenômeno fototérmico, diminuindo o tempo de resposta do aquecimento do material pela incidência do laser em 980 nm. Este fato ocorre uma vez que o YVO₄:Yb,Er emite próximo a 535 nm, que e a região de absorção plasmônica das Au_NP. Dessa forma o ouro passa a ser excitado tanto de forma direta pelo laser, quanto de forma indireta, o que se da através do YVO₄:Yb,Er, o que diminui pela metade o tempo de resposta fototérmica do material. CNPq In this work it is presents new composites materials based on PVA matrix onto nanofibres form. The luminescent, magnetic, morphological, structural and thermal properties of the nanofibers were studied. Through the preparation of luminescent nanofibers composed of two metal - organic framework (LnMOF where Ln = Eu³⁺ or Tb³⁺) we report for the first time about luminescent nanofibers with LnMOFs. Due to the incorporation of the different LnMOF in the PVA matrix, and the mix in different proportions of these MOFs, we obtained five nanofibers composed of LnMOFs of Ln (DPA) (H2DPA), where Ln = ions Tb³⁺ or Eu³⁺, where EuMOF is the first nanofiber and TbMOF the second, while the third, fourth and fifth were fibers contain the two different LnMOFs in the same system, where the ratio TbMOF: EuMOF are: 95: 0.5, 80:20 And 50:50, respectively, so we obtaining systems that have different emission color coordinates when excited with ultraviolet radiation. Was also prepared bifunctional nanofibers: luminescent and magnetic with LnMOF (where Ln = Eu³⁺ + or Tb³⁺) and magnetite nanoparticles (Fe₃O₄_NF). It has been found that depending on the metal core used in the LnMOF, these nanofibers have an emission that can be either green (Terbio nucleus) or red (Europium nucleus). While a superparamagnetic behavior was observed when measurements of magnetic susceptibility were performed. This magnetic characteristic is typical of magnetite nanoparticles (Fe3O4_NP), as verified. Finally, in the last type of nanofibers studied, gold nanoparticles (Au_NP) were incorporated into the PVA matrix, together with yttrium orthovanadate coded with ytterbium and yrbium (YVO4: Yb, Er). These nanofibers have a photothermal behavior, that is, they increase their temperature when excited with a laser at 980 nm, as well as luminescerem through the emission that occurs by the phenomenon of energy transfer by upconversion. It was also possible to verify, for the first time in the literature, the energy transfer between YVO4: Yb, Er and Au_NP, because the incorporation of YVO4: Yb, Er increases the photothermal phenomenon efficiency, decreasing the heating response time of the The incidence of the laser at 980 nm. This fact occurs since the YVO4: Yb, Er emits near 535 nm, which is the region of plasmatic absorption of Au_NP. In this way the gold is excited both directly by the laser and indirectly, which occurs through YVO4: Yb, Er, which reduces the photothermal response time of the material by half. 2019-03-26T18:32:43Z 2019-03-26T18:32:43Z 2017-03-10 doctoralThesis https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/29868 por openAccess Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ Universidade Federal de Pernambuco UFPE Brasil Programa de Pos Graduacao em Quimica |
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No presente trabalho e mostrado a obtenção de novos materiais compósitos a base de PVA sob a forma de nanofibras. Foram estudadas as propriedades luminescentes, magnéticas, morfológicas, estruturais e térmicas das nanofibras preparadas. Através da preparação de nanofibras luminescentes compostas por duas redes de coordenação (LnMOF onde Ln = Eu³⁺ ou Tb³) reportamos pela primeira vez na literatura nanofibras luminescentes a base de LnMOFs. De acordo com a incorporação das diferentes LnMOF na matriz de PVA, e da mistura em proporções distintas dessas mesmas MOFs, obtivemos cinco tipos de nanofibras compostas por LnMOFs de Ln(DPA)(H2DPA), em que Ln = ions Tb³⁺ ou Eu³⁺, sendo a primeira nanofibra a de EuMOF, a segunda de TbMOF, enquanto que a terceira, quarta e quinta foram fibras contem as duas LnMOFs no mesmo sistema, variando apenas a proporção TbMOF:EuMOF na seguinte ordem: 95:0,5, 80:20 e 50:50, respectivamente, obtendo assim sistemas que apresentavam diferentes coordenadas de cor na emissão, quando excitadas com radiação ultravioleta. Outro tipo de nanofibras foram preparadas: nanofibras bifuncionais, luminescentes e magnéticas de LnMOF (onde Ln=Eu³⁺ ou Tb³⁺) e nanoparticulas de magnetita (Fe₃O₄_NF). Foi verificado que a depender do núcleo metálico utilizado na LnMOF, essas nanofibras apresentam uma emissão que pode ser verde (núcleo de Térbio) ou vermelha (núcleo de Európio). Enquanto que observou-se um comportamento superparamagnético quando realizadas as medidas de suscetibilidade magnética. Esta característica magnética e típica das nanoparticulas de magnetita (Fe₃O₄_NP), como verificado. Por fim no ultimo tipo de nanofibras estudada, foram incorporadas nanoparticulas de ouro (Au_NP) a matriz de PVA, junto com ortovanadato de ítrio codopado com itérbio e érbio (YVO₄:Yb,Er). Essas nanofibras apresentam um comportamento fototérmico, isto e, aumenta a sua temperatura quando excitadas com um laser em 980 nm, além de luminescerem através da emissão que ocorre pelo fenômeno de transferência de energia por conversão ascendente (upconversion). Ainda foi possível verificar, pela primeira vez na literatura, a transferência de energia entre o YVO₄:Yb,Er e as Au_NP, pois a incorporação do YVO₄:Yb,Er aumenta a eficiência do fenômeno fototérmico, diminuindo o tempo de resposta do aquecimento do material pela incidência do laser em 980 nm. Este fato ocorre uma vez que o YVO₄:Yb,Er emite próximo a 535 nm, que e a região de absorção plasmônica das Au_NP. Dessa forma o ouro passa a ser excitado tanto de forma direta pelo laser, quanto de forma indireta, o que se da através do YVO₄:Yb,Er, o que diminui pela metade o tempo de resposta fototérmica do material. |
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