Preparação de nanopartículas de prata e seus compósitos com polímeros condutores m moldes flexíveis e liquidos ionicos

Preparação de nanopartículas de prata e seus compósitos com polímeros condutores m moldes flexíveis e liquidos ionicos

Author Correa, Cintia Marques Autor UNIFESP Google Scholar
Advisor Camilo, Fernanda Ferraz Camilo Autor UNIFESP Google Scholar
Institution Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Graduate program Ciência e Tecnologia da Sustentabilidade
Abstract Ionic liquids (IL), liquid salts at room temperature, show self-organization due to the electrostatic interactions between their ions and the van der Waals among the alkyl chains of the cationic species, being classified as structure directing agent for nanomaterials and polymers synthesis. This works will present the preparation, studying some synthetic parameters (different molar ratio between oxidant/monomer (K) and oxidant agent concentration (C)) of silver and two conductive polymers composites, called polyaniline (PANI), and polypyrrole (PPY), using as structure directing agent two ionic liquids, 1-butyl-3-methylimidazolium (BMIM) bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (Tf2N) and tetrafluoroborate (BF4) and silver salts soluble in the LI . With the variation of the synthetic parameters was possible to evaluate their influence on the composites properties. PANI/Ag composites were obtained successfully and all characterizations confirmed the presence of PANI in the emeraldine form and metallic silver in nanoscale. Depending on the used conditions (K and C) electrical conductivity values ranged from 55 until 830 S.cm-1, which are higher than those of pure PANI. PPY/Ag composite exhibited electrical conductivity value around 10-1 S.cm-1. Silver nanoparticles were also prepared from Ag+ reduction using tetrabutylammonium borohydride in different ionic liquids based on imidazolium cations, called 1-butyl-3-methylimidazolium (BMIM) or 1-butyl-2,3-dimethylimidazolium (BMMIM) or 1-methyl-3-octylimidazolium (OMIM) bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (Tf2N) and tetrafluoroborate (BF4). Although, nanoparticles have been obtained in all cited ionic liquids, in ionic liquids containing Tf2N. The dispersions showed greater stability than in IL containing BF4. The presence of polyvinylpyrrolidone (PVP) was crucial to increase the stabilization of the nanoparticles and at higher polymer concentration, the higher the nanoparticles stability. The dispersions are viscous and yellow, without precipitates and containing nanoparticles with diameters around 6-12 nm. Finally, tetrabutylammonium citrate was used for the preparation of silver nanoparticles, acting as both solvent as reducing agent. This method promoted the preparation of silver nanoparticles dispersions in the absence of any stabilizing agent, highly concentrated and containing nanoparticle with diameter of 2-6 nm.

Líquidos iônicos (LI), sais líquidos a temperatura ambiente, apresentam uma auto-organização proveniente das interações eletrostáticas entre seus íons e das de van der Waals entre as cadeias alquílicas das espécies catiônicas, sendo classificados como agentes direcionadores de estrutura na síntese de nanomateriais e polímeros. Nesta dissertação apresentar-se-á a preparação e um estudo dos parâmetros de síntese (razões molares entre oxidante/monômero (K) e concentrações do agente oxidante (C)) de compósitos de prata com dois polímeros condutores, denominados polianilina (PANI) e polipirrol (PPY), utilizando como agentes direcionadores de estrutura dois líquidos iônicos, o bis(trifluorometanossulfonil)imideto (Tf2N) e o tetrafluoroborato (BF4) de 1-butil-3-metilimidazólio (BMIM) e sais de prata solúveis no LI. Com a variação dos parâmetros de síntese foi estudar sua influência nas propriedades dos compósitos formados. Os compósitos de PANI/Ag foram obtidos com êxito e as caracterizações comprovaram a presença de PANI na forma esmeraldina e prata metálica em escala nanométrica. Dependendo das condições utilizadas (K e C) os valores de condutividade elétrica desses compósitos variaram de 55 – 830 S.cm-1, que são superiores aos valores da PANI pura. O compósito de PPY/Ag apresentou valor de condutividade elétrica ao redor de 10-1 S.cm-1. Também foram preparadas e caracterizadas nanopartículas de prata a partir da redução de Ag+ por borohidreto de tetrabutilamônio em diferentes líquidos iônicos da classe dos imidazólios, denominados bis(trifluorometanossulfonil)imideto (Tf2N) ou tetrafluoroborato (BF4) de 1-butil-3-metilimidazólio (BMIM) ou 1-butil-2,3-dimetilimidazólio (BMMIM) ou 1-metil-3- octilimidazólio (OMIM). Embora tenha sido observada a formação de nanopartículas de prata em todos os líquidos iônicos citados, nos LI contendo Tf2N, as nanopartículas apresentaram maior estabilidade que em LI contendo BF4. A presença de polivinilpirrolidona (PVP) foi crucial para aumentar a estabilidade das nanopartículas em LI, sendo notável que quanto maior a concentração desse polímero, maior a estabilidade das nanopartículas no meio. As dispersões de nanopartículas de prata estáveis em LI, em geral, apresentavam-se como líquidos viscosos, com coloração amarelada, aparência límpida isenta de precipitados e com nanopartículas de prata com diâmetro ao redor de 6 a 12 nm. Por fim, o LI citrato de tetrabutilamônio foi utilizado para a preparação das nanopartículas de prata, atuando tanto como solvente como agente redutor. Esse método promoveu a preparação de dispersões de nanopartículas de prata sem a presença de qualquer agente estabilizante, altamente concentradas e com nanopartículas com diâmetro ao redor de 2 a 6 nm.
Keywords silver nanoparticles
polyaniline
polypyrrole
ionic liquid
conductive polymer
nanopartículas de prata
polianilina
polipirrol
líquido iônico
polímero condutor
Language Portuguese
Date 2013-11-13
Published in CORREA, Cintia Marques. Preparação de nanopartículas de prata e seus compósitos com polímeros condutores m moldes flexíveis e liquidos ionicos. 2013. 84 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Diadema, 2013.
Research area Química
Knowledge area Ciências exatas e da terra
Publisher Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Extent 84 p.
Origin https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=151583
Access rights Closed access
Type Dissertation
URI http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/47795

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