Estudo de compósitos formados a partir de nanopartículas de fluoreto de lantânio

Estudo de compósitos formados a partir de nanopartículas de fluoreto de lantânio

Author Secco, Henrique de Lima Autor UNIFESP Google Scholar
Advisor Philadelphi, Laura Oliveira Peres Philadelphi Autor UNIFESP Google Scholar
Institution Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Graduate program Ciência e Tecnologia da Sustentabilidade
Abstract The combination of materials to form hybrids with unique properties, different from those of the isolated components, is a strategy used to prepare functional materials with improved properties aiming to allow their application in specific fields. Lanthanum fluoride is one of the rare earth ionic compounds most extensively studied nowadays, mainly due to its high ionic conductivity, which makes it attractive for sensors applications, also due to the easy doping of its structure with other rare earth elements, because of the similarity between those elements. This strategy is commonly used to obtain luminescent particles, which may be useful to the manufacturing of electronic devices? displays and biological markers, for instance. In this work, nanoparticles of lanthanum fluoride, undoped and doped with cerium and europium, were synthesized through the co-precipitation method in aqueous solution. The dynamic light scattering analyses and the zeta potential showed that the dispersions present sizes within the nanoscale and good stability. The doping by substitution of the lanthanum by other rare earth elements resulted in smaller particle sizes; and that fact is in accordance with the smaller crystallite sizes calculated for the doped samples. Aiming the formation of solid state films, composites of nanoparticles in an elastomeric matrix, the nitrile rubber (NBR), were prepared. Luminescent films were prepared through the casting and spin coating techniques, based on LaF3 doped with europium and cerium, the films presented characteristic emissions in the violet (392 nm) and orange (592 nm) regions, respectively. The thermal analysis of the composites did not show a significant gain of stability when compared to the nitrile rubber alone. The scanning electron microscopy results indicate different sizes and dispersion of the nanoparticles in the polymeric matrix for each technique of film formation; these differences may result in different optical properties of the composites.

A combinação de materiais para a formação de híbridos com propriedades únicas, distintas de seus componentes isoladamente, é uma estratégia utilizada para preparar materiais funcionais com propriedades aprimoradas, visando permitir sua aplicação em campos específicos. O fluoreto de lantânio (LaF3) é um dos compostos iônicos de terras raras mais estudados atualmente, principalmente devido à sua elevada condutividade iônica, que o torna atrativo para aplicação em sensores, e à sua fácil dopagem com outros terras raras devido à similaridade entre tais elementos. Essa estratégia é comumente utilizada para obtenção de partículas luminescentes, que podem ser úteis para a fabricação de displays de dispositivos eletrônicos e marcadores biológicos, por exemplo. Neste trabalho, nanopartículas de fluoreto de lantânio, não dopado e dopado com cério e európio, foram sintetizadas através do método de coprecipitação em solução aquosa. As análises por espalhamento dinâmico de luz e os valores de potencial zeta mostraram que as dispersões apresentaram tamanhos na nanoescala e com boa estabilidade. A dopagem por substituição do lantânio pelos outros elementos resultou em tamanhos menores de partículas dispersas; tal fato condiz com os tamanhos de cristalitos menores calculados para as amostras dopadas. Visando a formação de filmes no estado sólido, foram preparados compósitos utilizando as nanopartículas em uma matriz elastomérica, a borracha nitrílica (NBR). Foram obtidos filmes luminescentes a partir do LaF3 dopado com cério e európio, utilizando as técnicas de casting e spin coating, apresentando emissões características nas regiões do violeta (312 nm) e laranja (592 nm), respectivamente. Análises térmicas dos compósitos formados não mostram ganho significativo de estabilidade frente às análises da matriz polimérica. Os resultados de microscopia eletrônica de varredura dos filmes mostram diferenças de dispersão e tamanho das partículas na matriz para cada uma das técnicas aplicadas na formação de filmes; estas diferenças podem influenciar as propriedades ópticas dos compósitos.
Keywords nanoparticles
lanthanum fluoride
rare earth
composite
films
nanopartículas
fluoreto de lantânio
terras raras
compósitos
filmes
Language Portuguese
Date 2015-10-16
Published in SECCO, Henrique de Lima. Estudo de compósitos formados a partir de nanopartículas de fluoreto de lantânio. 2015. 73 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Diadema, 2015.
Research area Química
Knowledge area Ciências exatas e da terra
Publisher Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Extent 73 p.
Origin https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=2625920
Access rights Closed access
Type Dissertation
URI http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/47346

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