Síntese e caracterização de microcristais de soluções precursoras de redes gadolínio-orgânicas dopadas com Eu3+

Autores

DOI:

https://doi.org/10.29215/pecen.v6i0.1861

Resumo

 As redes metalorgânicas (MOF’s – do inglês Metal-Organic Frameworks) são híbridos, normalmente cristalinos, constituídos por espécies metálicas ou clusters, conectados por ligantes orgânicos politópicos de forma contínua e repetitiva, originando estruturas bi ou tridimensionais. Reportou-se neste trabalho, uma síntese de baixo custo e com eficiência de tempo na obtenção de soluções precursoras (SP_Gd/Eu-MOF) de MOFs contendo íons lantanídeos (Lanthanide-organic framework - LOFs), utilizando como ligante o ácido tereftalico e os nitratos obtidos em situ contendo os íons Gd3+ e Eu3+. A caracterização dos microcristais formados nas soluções, foi acelerado pela adição de etanol que atuou como agente precipitante, resultando num rendimento de 49% para o processo. Os microcristais obtidos, foram caracterizados a partir da análise de difração de raios-X (DRX) e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR-ATR). Existem relatos na literatura, de estruturas com características similares as obtidas nesse trabalho, no entanto essas foram obtidas a partir de sínteses hidro(solvo)térmica em temperaturas em torno de 120oC e tempo de 3 a 7 dias. As SP_GD/Eu-MOF, por possuírem microscristais de LOFs na sua composição, apresentam elevado potencial para atuar como tintas luminescentes em processos de anti-falsificação e serão testadas em trabalhos futuros.  

Biografia do Autor

  • Alanis Joanna Silva Melo, Ex aluna do IFRN.
    Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte (campus: Macau).
  • Jakson Ney Costa Reis, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tenologia do Rio Grande do Norte.
    Professor do IFRN campus Macau.
  • Jarley Fagner Silva do Nascimento, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte. Campus Macau.
    Possui graduação em Química pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte, mestrado em Química pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte e Doutorado em Química pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Atualmente é professor efetivo classe DIII nível 2, no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte onde atua no nível técnico, superior e pós-graduação da instituição. Neste mesmo instituto, é um dos líderes do grupo de pesquisa intitulado "Núcleo de Pesquisas em Produtos Naturais, Biocombustíveis e Novos Materiais". Tem experiência na síntese e caracterização de Redes metalorgânicas (MOFs - Metal Organic Frameworks), contendo metais do bloco d e íons lantanídeos.

Referências

Barros B.S., Chojnacki J., Soares A.A.M., Kulesza J., da Luz L.L. & Júnior S.A. (2015) Thermostability and photophysical properties of mixed-ligand carboxylate/benzimidazole Zn (II)-coordination polymers. Materials Chemistry and Physics, 162: 364–371. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2015.05.079

Bian Z. & Huang C. (2010) Electroluminescence Based on Lanthanide Complexes. Singapora: John Wiley & Sons. 571 p.

Cui Y., Yue Y., Qian G. & Chen B. (2011) Luminescent functional metal–organic frameworks. Chemical reviews, 112(2): 1126–1162. https://doi.org/10.1021/cr200101d

da Luz L.L., Milani R., Felix J.F., Ribeiro I.R., Talhavini M., Neto B.A., Chojnacki J., Rodrigues M.O. & Júnior S.A. (2015) Inkjet printing of lanthanide–organic frameworks for anti-counterfeiting applications. ACS applied materials & interfaces, 7(49): 27115–27123. https://doi.org/10.1021/acsami.5b06301

Decadt R., Van Hecke K., Depla D., Leus K., Weinberger D., Van Driessche I. & Van Deun R. (2012) Synthesis, crystal structures, and luminescence properties of carboxylate based rare-earth coordination polymers. Inorganic chemistry, 51(21): 11623–11634. https://doi.org/10.1021/ic301544q

Leite A.K.P., Barros B.S., Kulesza J., Nascimento J.F.S.D., Melo D.M.D.A. & Oliveira A.A.S.D. (2017) Modulator Effect of Acetic Acid on the Morphology of Luminescent Mixed Lanthanide-Organic Frameworks. Materials Research, 20: 681–687. https://doi.org/10.1590/1980-5373-MR-2016-1015

Lin Z., Wragg D.S. & Morris R.E. (2006) Microwave-assisted synthesis of anionic metal–organic frameworks under ionothermal conditions. Chemical communications, 19: 2021–2023. https://doi.org/10.1039/b600814c

Nascimento J.F.S., Barros B.S., Kulesza J., de Oliveira J.B.L., Leite A.K.P. & de Oliveira R.S. (2017) Influence of synthesis time on the microstructure and photophysical properties of Gd-MOFs doped with Eu3+. Materials Chemistry and Physics, 190: 166–174. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2017.01.024

Nascimento J.F.S., de Araújo A.M.U., Kulesza J., de Farias Monteiro A.F., Júnior S.A. & Barros B.S. (2018) Solid-state tunable photoluminescence in gadolinium-organic frameworks: effects of the Eu3+ content and co-doping with Tb3+. New Journal of Chemistry, 42(7): 5514–5522. https://doi.org/10.1039/C7NJ04625A

Papaefstathiou G.S. & MacGillivray L.R. (2003) Inverted metal–organic frameworks: solid-state hosts with modular functionality. Coordination chemistry reviews, 246(1): 169–184. https://doi.org/10.1016/S0010-8545(03)00122-X

Pellé F., Aschehoug P., Surblé S., Millange F., Serre C. & Férey G. (2010) Interactions between Eu3+ ions in inorganic–organic hybrid materials. Journal of Solid State Chemistry, 183(4): 795–802. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2010.01.028

Taylor K.M., Jin A. & Lin W. (2008) Surfactant‐Assisted Synthesis of Nanoscale Gadolinium Metal–Organic Frameworks for Potential Multimodal Imaging. Angewandte Chemie, 47(40): 7722–7725. https://doi.org/10.1002/anie.200802911

Wang C., Zhang T. & Lin W. (2011) Rational synthesis of noncentrosymmetric metal–organic frameworks for second-order nonlinear optics. Chemical reviews, 112(2): 1084–1104. https://doi.org/10.1021/cr200252n

Yang L., Zhang S., Qu X., Yang Q., Liu X., Wei Q., Xie G. & Chen S. (2015) Synthesis, crystal structure and photoluminescence property of Eu/Tb MOFs with mixed polycarboxylate ligands. Journal of Solid State Chemistry, 231: 223–229. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2015.08.037

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Publicado

12-04-2022

Edição

v. 6 (2022): Pesquisa e Ensino em Ciências Exatas e da Natureza

Seção

CIÊNCIAS QUÍMICAS / CHEMICAL SCIENCES

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