Novos sistemas luminescentes contendo lantanídeos : de compostos decoordenação a nanomateriais

Abstract

Esta dissertação teve por objectivo a síntese e caracterização de novos sistemas luminescentes contendo lantanídeos, ao nível molecular (compostos de coordenação) e em nanomateriais. Investigaram-se os modos de coordenação de diversos ligandos aromáticos ambidentados dadores de O, N e/ou S a iões lantanídeo(III) (La, Sm, Eu, Gd, Tb, Er e Tm), em particular ao Eu e ao Tb devido às suas propriedades de luminescência. Na coordenação utilizaram-se derivados de ácidos piridinocarboxílicos, tais como os ácidos picolínico, 3-hidroxipicolínico, 2-hidroxinicotínico e 2-aminonicotínico. Também foram utilizados ligandos derivados do ácido benzóico, nomeadamente os ácidos 2,6-dihidroxibenzóico, antranílico, e tio-salicílico. Seleccionaram-se alguns dos complexos obtidos, para preparar novos materiais através da sua inserção em matrizes sólidas (nanopartículas de sílica). Investigou-se a coordenação de derivados do [60]fulereno a iões lantanídeo(III). Este tópico envolveu a derivatização do [60]fulereno com o ácido 5-formil-salicílico, o éter 4’-formilbenzo-15-coroa-5 ou o malonato de dietilo, de modo a obter o [60]fulereno com grupos dadores de O adequados à coordenação. Prepararam-se filmes nanoestruturados de prata que foram depositados em nanopartículas compósitas de Eu2O3/SiO2 e investigou-se uma possível intensificação da luminescência do Eu3+. Estudaram-se as propriedades de luminescência para a generalidade dos sistemas preparados.

The aim of this thesis was the synthesis and characterization of novel luminescent systems containing lanthanides, at molecular level (coordination compounds) and in nanomaterials. Coordination modes of several aromatic ambidentate ligands, with O, N and/or S donor atoms, with lanthanide(III) ions (La, Sm, Eu, Gd, Tb, Er and Tm) were investigated, particularly with Eu and Tb due to their luminescence properties. Pyridine carboxylic acids were used for coordination, such as picolinic, 3-hydroxypicolinic, 2-hydroxynicotinic and 2-aminonicotinic acids. Derivatives of benzoic acid were also used, namely the 2,6-dihydroxybenzoic, anthranilic and thiosalicylic acids. Some of the complexes obtained were selected and used to prepare novel materials by their inclusion in solid matrices (silica nanoparticles). The coordination of [60]fullerene derivatives with lanthanide(III) ions was investigated. [60]Fullerene was derivatized using 5-formylsalicylic acid, 4’-formylbenzo-15-crown-5 or diethyl malonate, in order to have the [60]fullerene containing O donor atoms able to coordination. Silver nanostructured films were prepared and were deposited in nanoparticles composites of Eu2O3/SiO2. The possible enhancement of the luminescence of Eu3+ in this system was investigated. Luminescence studies were carried out for the generality of the prepared materials.