A presente tese descreve a síntese e estabilização de nanopartículas de Pt (0) nos líquidos iônicos BMI.PF6, BMI.BF4 e BMI.CF3SO3, a síntese de nanopartículas bimetálicas de Pd/Pt (0) em líquido iônico BMI.PF6, a caracterização destes materiais por TEM, HRTEM, XRD, SAXS e XPS, e principalmente o estudo da aplicação destes materiais como catalisadores em reações de hidrogenação. A decomposição do precursor catalítico Pt2(dba)3 e redução do precursor PtO2 dissolvidos nos líquidos iônicos BMI.PF6, BMI.BF4 e BMI.CF3SO3 utilizando hidrogênio molecular como agente redutor resultou em nanopartículas de Pt (0) com um diâmetro médio entre 2-3 nm. Essas partículas, devidamente caracterizadas, foram utilizadas como catalisadores na hidrogenação de compostos olefínicos e aromáticos. Estudos cinéticos e mecanísticos de formação das nanopartículas metálicas, utilizando a hidrogenação de cicloexeno como sonda química, foram aplicados para avaliar e confirmar que as espécies ativas presentes nas reações de hidrogenação eram compostas de Pt (0). Os resultados obtidos foram complementados por TEM. As caracterizações das nanopartículas de Pt (0) (TEM, SAXS e XPS), os estudos cinéticos de formação destas, assim como, os dados de hidrogenação catalítica; evidenciaram que os líquidos iônicos utilizados são um excelente agente estabilizante para a síntese de nanopartículas de Pt (0) e Pd/Pt (0), bem como um meio ideal para reações de hidrogenação catalítica.

Les liquides ioniques (LIs), tetrafluoroborate de 1-butyl-3-méthylimidazole (BMI.BF4) et l’hexafluorophosphate de 1-butyl-3-méthylimidazole (BMI.PF6), sont des composés qui peuvent être utilisés comme électrolytes pour plusieurs réactions électrochimiques. Ce travail montre l’utilisation des LIs comme électrolyte: (i) pour la production d’hydrogène par l’électrolyse de l’eau, (ii) dans une pile à combustible pour gérer une énergie électrique (la pile á hydrogène), et (iii) dans l’étude des comportements électrochimiques de polymères conducteurs à base de fluorènes. Le grand problème de la pollution atmospherique et de l’épuisement des combustibles fossiles oblige la recherche de nouvelles sources d’énergie alternative. L’hydrogène a un grand potential comme « source d’énergie » non polluante. Ce travail présente l’utilisation des liquides ioniques comme électrolytes pour la production d’hydrogène, de haute pureté, obtenu par l’électrolyse de l’eau. Ce système a une grande efficacité à température ambiante et il peut utiliser des électrocatalyseurs alternatifs peu coûteux comme l’acier carbone qui a un comportement équivalent ou supérieur à celui du platine. L’hydrogène produit, de haute pureté, peut alimenter les piles à combustible. Il a été étudié l’utlisation des LIs comme électrolyte d’une pile à combustible commerciale alimentée par de l’hydrogène et de l’air comprimé. Ces études ont montré une éfficacité maximum de 67 % à température ambiante. Une autre partie de la recherche a concerné l’étude du comportement électrochimique de polymères organiques conducteurs en milieu LI ou en milieu mixte LI + solvant organique. Ces études préliminaires montrent que le dopage p de ces matériaux est difficile en milieu LI pur et plus facile en milieu mixte. La réversibilité du dopage p (réduction du polymère dopé p) en milieu LI est faible et s’accompagne de l’entrée du cation de l’électrolyte en lieu et place de la sorties des anions. Différentes méthodes ont été utilisées pour essayer de comprendre tous ces comportements : voltammétrie cyclique, spectroscopie électrochimique d’impédance, microbalance à quartz. / Os líquidos iônicos (LIs) como o tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazólio (BMI.BF4) e o hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazólio (BMI.PF6) podem ser utilizados como eletrólitos para diferentes reações eletroquímicas. Este trabalho é centrado sobre seus usos como eletrólitos na geração de hidrogênio pela eletrólise da água, na geração de energia elétrica em células a combustível (mais especificamente em células a hidrogênio), mas também mostra suas aplicações na obtenção de polímeros condutores. A preocupação mundial em relação ao aumento da poluição atmosférica e ao esgotamento dos combustíveis fósseis faz com que novas fontes alternativas de energia limpa sejam pesquisadas. O hidrogênio é um “combustível alternativo”, mas ainda necessita de melhorias na sua síntese e emprego para que sua utilização seja economicamente viável. Este trabalho mostra a utilização de LIs como eletrólitos para a produção de hidrogênio via eletrólise da água. Este novo sistema, que opera à temperatura ambiente, apresenta alta eficiência com eletrodos como o aço carbono (AC), com desempenho superior ao eletrodo de platina (Pt). O hidrogênio produzido pela eletrólise da água é de alta pureza e pode ser utilizado para alimentar células a combustível para a geração de energia elétrica. Os LIs podem ser utilizados como eletrólitos neste sistema de célula a combustível. Os resultados obtidos neste trabalho mostram que uma célula a combustível com líquido iônico tem uma eficiência que pode alcançar 67 %, operando à temperatura ambiente, alimentada com hidrogênio e ar. Outra parte deste trabalho estuda o comportamento eletroquímico de polímeros orgânicos condutores, em meio clássico e meio misto LI/solvente. Estes compostos poderão auxiliar no aumento da eletroatividade dos eletrodos empregados tanto no sistema de eletrólise da água como no de célula a combustível. / Ionic liquids (ILs), such as 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (BMI.BF4) and 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (BMI.PF6) can be used as electrolytes in several electrochemistry reactions. This work concerns the use of ILs as electrolytes for: (i) hydrogen production by water electrolysis, (ii) energy generation in fuel cells (or, more specifically, hydrogen cells) and (iii) obtaining conductor polymers. The increase in air pollution and the loss of fossil fuel availability are great modern concerns. New alternative energy sources need be found and improved upon. Hydrogen is an “alternative fuel”, but improvements in its synthesis and applications are necessary to achieve its employment in a practical sense. In this work we show that ILs can be used as electrolytes for hydrogen production by water electrolysis. This system works at room temperature, has a high efficiency and can use a low carbon steel (LCS) electrocatalyst with better performance than that platinum (Pt). The hydrogen obtained by water electrolysis has high purity and can be used to perform energy generation in fuel cells. These ILs are also used as electrolytes to fuel cells and their performance is described in this work. The results obtained shows that the ionic liquid fuel cell (ILFC) can attain 67% efficiency, working at room temperature, fed with hydrogen and air.

O trabalho aborda o desenvolvimento de processo químico que envolva a utilização de recursos provenientes de fontes renováveis. A síntese de carbonatos cíclicos através da cicloadição de CO2 a epóxidos foi realizada utilizando zeólita beta sintetizada por processo inovador empregando líquidos iônicos como agentes direcionadores de crescimento de estrutura.Vale ressaltar que o processo dispensou o uso de solventes orgânicos. Os catalisadores foram seletivos para formação de carbonatos cíclicos com ótimas conversões. Foram obtidas conversões superiores a 99% em 4,1 horas sob temperatura de 155oC. A zeólita beta contendo líquido iônico 1-butil-3-metil-imidazólio mostrou-se mais ativa que a zeólita beta contendo líquido iônico 1-decil-3-metilimidazólio. Testes de reciclo do catalisador foram efetuados evidenciando que sua atividade catalítica foi mantida. Experimentos de cinética mostraram que a reação possui uma energia de ativação (Ea) de 97 kJ.mol-1. O carbonato cíclico de alil glicidila foi caracterizado por diversas técnicas e submetido a reações de polimerização aniônica empregando isopropóxido de alumínio como catalisador. / This study covers the development of chemical process involving the use of resources from renewable sources. The synthesis of cyclic carbonates via the cycloaddition of CO2 to epoxides was performed without the use of solvents with the use of zeolite beta synthesized by an innovative process using ionic liquids as driver agent for the growth of structure. The catalysts were selective for the formation of cyclic carbonates with excellent conversions. Conversions wigher than 99% were obtained in 4.1 hours at a temperature of 155oC. The beta zeolite containing ionic liquid 1-butyl-3-methyl-imidazolium was more active than beta zeolite containing ionic liquid 1-decyl-3-methyl-imidazolium. Recycle tests of the catalyst were performed showing that its catalytic activity was maintained. Kinetic experiments showed that the reaction has an activation energy (Ea) of 97 kJ.mol-1. The cyclic allyl glycidyl carbonate was characterized by various techniques and subjected to anionic polymerization reactions using aluminum isopropoxide as catalyst.

A referida Tese apresentará os principais trabalhos publicados durante o período de doutoramento, no que se refere à síntese de nanopartículas metálicas em líquidos iônicos a partir de precursores metálicos, bem como as evidências da interação do líquido iônico com as nanopartículas. Posteriormente serão abordadas as aplicações de complexos metálicos em líquidos iônicos em catálise homogênea, principalmente reações de hidroformilação e produção de hidrogênio a partir de ácido fórmico. / The present Thesis will show the main articles published during the PhD period referred to the synthesis of metal nanoparticles in ionic liquids from their correspondent metallic precursors as well as the evidences of the interaction between the ionic liquid and the metal NPs. Further, it will be present the applications of metal complexes dissolved in ionic liquids in homogeneus catalysis, focusing on hydroformylation reactions and hydrogen gas production from formic acid.

Sais de imidazólio mais conhecidos por líquidos iônicos derivados do alquil imidazólio vem sendo intensivamente estudados nos últimos dez anos na substituição de solventes voláteis, como meio reacional, como suporte reacional e como agente estabilizador de nanopartículas. As nanopartículas de metais de transição podem ser geradas e estabilizadas no seio da estrutura supramolecular gerada pelos líquidos iônicos para servirem como catalisadores em reações de hidrogenação. O presente trabalho avaliou a imobilização de derivados do alquil imidazólio em dois suportes mesoporosos, alumina e sílica-alumina e sua utilização na obtenção e uso de nanopartículas de metais de transição, mais especificamente Pd, Pt e Rh. Os sólidos obtidos foram caracterizados utilizando principalmente RMN do estado sólido, Infravermelho, DRX, MET, TPR de H2, TG, CHN e medidas texturais de adsorção-dessorção de N2. Os resultados obtidos com RMN 19F evidenciaram a interação dos líquidos iônicos com a superfície dos suportes. Os resultados de caracterização evidenciaram ainda a degeneração de líquido iônico em temperaturas muito inferiores as temperaturas de decomposição dos líquidos iônicos puros. Os catalisadores obtidos foram submetidos à avaliação catalítica na reação de hidrogenação do 1- hexeno em fase líquida do tolueno em fase gasosa. Nos resultados de hidrogenação em fase líquida os catalisadores obtidos foram menos ativos que seus análogos na ausência de líquido iônico, enquanto que a atividade em fase gasosa não mostrou uma tendência clara. O tamanho das nanopartículas de Pd e Pt nos suportes contendo líquido iônico derivado do bis(trifluorometanosulfonil)imidato de 1-n-butil-3-metilimidazólio foram em média iguais ou maiores que seus análogos sem líquido iônico. / Imidazolium salts best known as ionic liquids derived from alkyl imidazolium has been intensively studied over the past ten years as a replacement for volatile solvents, as a reactive medium, as a reactive support and as a stabilizing agent for nanoparticles. Transition metal nanoparticles can be generated and stabilized within the supramolecular structure generated by the ionic liquids to serve as catalysts in hydrogenation reactions. This study evaluated the immobilization of alkyl imidazolium derivatives in two mesoporous supports, alumina and silica-alumina and its use in obtaining and using transition metal nanoparticles, more specifically Pd, Pt and Rh. The solids were characterized mainly using solid state RMN, infrared, XRD, TEM, H2 TPR, TG, CHN and textural measurement of N2 adsorption-desorption. The results obtained with 19F RMN showed an interaction of ionic liquids with the surface of the supports. The characterization results showed further degeneration of the ionic liquid at temperatures well below the decomposition temperatures of pure ionic liquids. The obtained catalysts were evaluated in catalytic hydrogenation reaction in the liquid phase of 1-hexene and gas phase of toluene. The catalysts liquid-phase hydrogenation results were less active than their analogues in the absence of ionic liquid, while activity in the gas phase did not show a clear trend. The size of Pt and Pd nanoparticles in ionic liquid 1-butyl-3methyl-imidazolium bis-(trifluoromethane sulfonyl)imidate were on average equal to or greater than their counterparts without ionic liquid.

A síntese dos líquidos iônicos funcionalizados com alcóxido de silício foi realizada através da reação de quaternização de alquililimidazol com (3-cloropropil)trimetoxisilano. Os resultados demonstram que o fragmento iônico está presente no material sintetizado. As temperaturas de decomposição do fragmento imidazólio aumentaram quando ligado na estrutura da sílica confirmando o aumento de estabilidade do mesmo. As medidas texturais foram realizadas por isotermas de adsorção-dessorção de nitrogênio. Os parâmetros das equações das isotermas, segundo os modelos de Langmuir e Freundlich podem explicar o sistema de adsorção. Devido às características do composto de enxofre utilizado (DBT) acredita-se que o mecânismo de sorção seja através de interação química intermolecular entre os hidrogênios do fragmento imidazólio e a densidade eletrônica do sistema p das moléculas aromática. As iono-sílicas demonstraram favorável capacidade de adsorção para moléculas de enxofre. Os dados experimentais se adequam bem ao modelo da isoterma de equilíbrio de Langmuir e Freundlich que foram confirmados por uma boa correlação linear encontrada pelos valores obtidos dos coeficientes de determinação (R2) maiores que 0,98 dentro da faixa de concentração analisada.

O presente trabalho avaliou a influência do precursor metálico na síntese de nanopartículas (NPs) de Ir. As NPs de Ir foram sintetizadas a partir da redução com H2 de dois compostos organometálicos de Ir(I) dissolvidos em líquidos iônicos (LI), o tetrafluoroborato de bis(1,5-ciclooctadieno)irídio(I){[Ir(COD)2]BF4} (1) e o dímero cloro-1,5-ciclooctadieno irídio(I) {[Ir(COD)Cl]2} (2). Foram escolhidos dois líquidos iônicos com mesmo ânion (BF4¯), porém com os tamanhos da cadeia lateral diferentes (cátion 1-n-decil ou 1-n-butil 3- metilimidazólio). Avaliou-se a influência da pureza do LI, da temperatura, da concentração, do tamanho da cadeia lateral dos LIs e da solubilidade dos sais precursores nas propriedades morfológicas e catalíticas das nanoestruturas obtidas. Observou-se que a concentração e/ou a solubilidade dos precursores metálicos nos LIs determina o tamanho e a forma das partículas sintetizadas. Mais que isso, essas propriedades morfológicas dependem em qual domínio do LI as espécies metálicas são dissolvidas (domínios iônicos ou apolares). As propriedades catalíticas das NPs suspensas nos LIs foram testadas com reações de hidrogenação de ciclo-hexeno. Os sistemas de nanopartículas em C10MI.BF4 sempre apresentaram uma maior atividade em relação aos análogos de cadeia menor, indicando que a solubilidade dos substratos tem um papel determinante na velocidade da reação. Os sistemas preparados pela redução de 2 apresentam uma atividade catalítica menor do que as preparadas por 1, devido à um possível envenenamento da superfície com cloretos. Em geral foi possível reciclar vária vezes os sistemas catalíticos sem a observação de desativação do catalisador, exceto para as partículas preparadas em C4MI.BF4 pela redução de 2. As nanoestruturas não apresentaram um aumento significativo em seus tamanhos após várias reações de hidrogenação, exceto o sistema de nanopartículas em C4MI.BF4 preparadas pela redução de 1, que mudaram sua forma de esféricas para nanovermes. / This work evaluates the influence of the metallic precursor on the synthesis of Ir nanoparticles (NPs). The Ir NPs were synthesized by reduction with H2 of the organometallic compounds of Ir(I) dissolved in ionic liquids (ILs), bis(1,5-cyclooctadiene)iridium(I) tetrafluoroborate {[Ir(COD)2]BF4]} (1) and chloride-1,5-cyclooctadiene iridium(I) dimer {[Ir(COD)Cl]2} (2). Two ionic liquids were chosen, both with the same anion (BF4¯) but with different alkyl side chains sizes (1-n-decyl and 1-n-butyl 3-methylimidazolium cations). The influence of the ILs purity, synthesis temperature and concentration, size of the side chains and solubility of the precursor salt were evaluated on the morphological and catalytic properties of the nanostructures obtained. It was observed that the precursor concentration and/or solubility of the metallic precursor in the ionic liquids determine the size and shape of the synthesized nanoparticles. Above all, the morphological properties depend on which domain of the ionic liquid the metallic species dissolve (ionic or apolar domains). The catalytic properties of the NPs suspended in the ILs were tested with cyclohexene hydrogenation reactions. The NPs in C10MI.BF4 systems showed higher catalytic activities than their analogous IL with shorter chain, indicating that the solubility of the substrates is determinant for the reaction rates. The catalytic systems prepared with 2 were less active than the ones prepared with 1, possibly due to surface poisoning by chloride anions. In general, it was possible to recycle the catalytic systems without any loss of activity, except for particles prepared in C4MI.BF4 by reduction of 2. The nanostructures did not show a significant increase in the mean diameters, even after several hydrogenation reactions, except for the NPs prepared by the reduction of 1 in C4MI.BF4, which changed their shape from spherical to worm-like structure.

A lipase Pseudomonas cepacia suspensa no líquido iônico bistrifluorometanosulfonimidato de butilmetilimidazólio é um método "verde" alternativo para a produção de biodiesel da alcoólise do óleo de soja. A reação de transesterificação catalisada pela enzima suspensa em líquido iônico pode ser realizada à temperatura de 30° C, na presença de água e sem o uso de solventes orgânicos. As melhores condições reacionais para produção de biodiesel foram obtidas pelo uso da lipase Pseudomonas cepacia PSC-I (0.6 g) suspensa em BMI.NTf2 (8.2 mmol), etanol/água (85:15) (41.2 mmol), óleo de soja (3.4 mmol) e temperatura de 30° C. O tempo de reação ( 8 h) para converter completamente o material de partida (óleo) foi determinado por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC) com triplicata dos experimentos em que a conversão da reação foi determinada em 90 %. Interessante é que a presença de água melhora a taxa de hidrólise do óleo rendendo ácidos graxos que são convertidos nos respectivos ésteres mais rapidamente do que o caminho de transesterificação. Estas atividades catalíticas são superiores àquelas relatadas anteriormente para processos enzimáticos em água ou outros suportes. Este resultado é relacionado provavelmente à extração do glicerol - formado durante a transesterificação - pela mistura de líquido iônico /álcool que assim desloca o equilíbrio para o produto biodiesel. O biodiesel é separado por simples decantação e o sistema catalítico líquido iônico/enzima recuperado pode ser reutilizado por pelo menos 4 vezes sem perder atividade catalítica e seletividade. O líquido iônico fornece o meio ideal para a estabilização da enzima e também para a remoção do glicerol, aumentando assim o rendimento de biodiesel. / Pseudomonas cepacia lipase suspended in the 1-n-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide ionic liquid is an alternative "green" method for the production of biodiesel from the alcoholysis of soybean oil. The transesterification reaction catalyzed by enzyme suspended in ionic liquid can be performed at room temperature, in the presence of water and without the use of organic solvents. The best reaction conditions to biodiesel production were obtained by the use of Pseudomonas cepacia lipase (0.6 g) suspended in BMI.NTf2 (8.2 mmol), ethanol/water (85:15) (41.2 mmol) and soybean oil (3.4 mmol) at temperature of 30° C. The reaction time (8 h) for the complete conversion of the starting oil material was determined by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) with triplicate experiments in which the reaction conversion was determined as 90%. Interestingly, the presence of water improves the oil hydrolysis rate yielding the fatty acid that is converted into the respective ester faster than the transesterification pathway. The catalytic activities are superior to those reported in literatures for enzymatic processes in water or other supports. This result is probably related to the extraction of the glycerol - formed during the transesterification - by the ionic liquid thus shifting the equilibrium to the biodiesel product. The biodiesel is separated by simple decantation and the recovered ionic liquid/enzyme catalytic system can be re-used at least four times without loss of catalytic activity and selectivity. The ionic liquid provides the ideal medium for the stabilization of the enzyme and also for the removal of glycerol by-product, thus increasing the biodiesel yield.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-16T03:16:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349286.pdf: 5622044 bytes, checksum: 0fa650153d94102e3a0150911f57b513 (MD5) Previous issue date: 2017 / Como semicondutores orgânicos, os cristais líquidos discóticos colunares apresentam propriedades vantajosas, entre elas, a auto-organização, a auto-cura dos defeitos estruturais, a possibilidade de alinhamento de forma controlada, levando à alta mobilidade dos portadores de carga, além da facilidade de processamento em solução. Isto torna os cristais líquidos discóticos colunares promissores na aplicação em dispositivos optoeletrônicos orgânicos. Este trabalho visa caracterizar dois materiais líquidos cristalinos discóticos colunares inéditos, derivados do centro perileno, a fim de investigar suas propriedades intrínsecas para aplicação em dispositivos optoeletrônicos. As mesofases foram caracterizadas através da calorimetria diferencial de varredura (DSC), microscopia de luz polarizada (MOLP) e difração de raios X (DRX). As propriedades ópticas foram investigadas através da espectroscopia UV-Visível e da espectroscopia de fotoluminescência. O estudo da fotoluminescência em função da temperatura mostrou a redução da emissão na mesofase discótica colunar devido à quantidade significativa de agregados, e ao aumento do processo de decaimento não radioativo. Os tempos de vida do estado excitado dos materiais puros e misturados foram medidos em solução e no estado sólido. Os níveis de energia HOMO e LUMO do composto M1 foram determinados por voltametria de pulso diferencial, e para o composto D2 os níveis de energia foram extraídos da literatura. Nas caracterizações morfológicas, obtidas por AFM, o composto M1 apresentou domínios granulares enquanto o composto D2 apresentou domínios granulares e domínios alongados com o aumento da espessura. Na análise morfológica dos CLs após três tipos de tratamento térmico, foi observado que o tratamento térmico aplicado encadeou significativamente um aumento da rugosidade, além do surgimento de ?vales? em toda a superfície do filme. Na análise dos CLs variando o solvente, o composto M1 apresentou melhor resultado morfológico usando clorofórmio como solvente, enquanto o composto D2 apresentou resultado morfológico satisfatório para os três solventes estudados. Na análise óptica e morfológica dos CLs após o tratamento térmico dos filmes para as três espessuras diferentes os compostos M1 e D2 apresentaram comportamento distinto, no entanto ambos apresentaram uma morfologia homogênea, plana e com textura suave. As medidas de mobilidade dos materiais líquidos cristalinos foram estudadas em três estruturas: ITO/PEDOT:PSS/CL/Au, para determinar a mobilidade de buracos; Al/CL/Al para determinar a mobilidade de elétrons, e ITO/PEDOT:PSS/CL/Al para determinar a mobilidade efetiva do dispositivo. As mobilidades foram mensuradas a partir da aplicação de um modelo teórico às curvas experimentais de densidade de corrente em função do potencial aplicado. / Abstract : Among the organic semiconductors, the columnar discotic liquid crystals present advantageous properties, such as, self-organization, self-healing of the structural defects, the possibility to control the alignment on surfaces, leading to the high mobility of the charge carriers, besides the ease of processing in solution. These make columnar discotic liquid crystals promising for application in organic optoelectronic devices. This work aims to characterize two new columnar discotic liquid crystalline materials derived from the perylene core and to investigate its intrinsic properties for application in optoelectronic devices. The mesophases were characterized by differential scanning calorimetry (DSC), polarized light microscopy (MOLP) and X-ray diffraction (XRD). Optical properties were investigated through UV-Visible spectroscopy and photoluminescence spectroscopy. The study of photoluminescence as a function of temperature showed the reduction of the emission in the columnar mesophase due to the significant amount of aggregates and to the increase of the nonradioactive decay process. The excited state lifetimes of the pure and mixed materials were measured in solution and in the film. The HOMO and LUMO energy levels of compound M1 were determined by differential pulse voltammetry, and compound D2 energy levels were extracted from the literature. In the morphological characterization the compound M1 presented granular domains while the compound D2 presented both granular and elongated domains, as in the pure perilenes. In the morphological analysis of the LCs after three types of thermal treatment, it was shown that the applied heat treatment significantly increased the roughness, in addition to the appearance of "valleys" on the entire surface of the film. In the analysis of the CLs varying the solvent, the compound M1 presented better morphological result with the chloroform as solvent, whereas the compound D2 satisfactory presented morphological results with the three studied solvents. In the optical and morphological analysis of the CLs after another thermal treatment, in three different thicknesses, the compounds M1 and D2 presented a distinct behavior, however both presented an homogeneous, flat and smooth texture morphology. The mobility of the liquid crystalline materials were studied in three structures: ITO / PEDOT: PSS / CL / Au, to determine the mobility of holes; Al / CL / Al structure to determine electron mobility and ITO / PEDOT: PSS / CL / Al to determine the effective mobility of the device. The mobility was measured from the application of a theoretical model to the experimental curves of current density as a function of the applied potential.

Esta dissertação apresenta a síntese e caracterização espectroscópica e térmica de duas novas series de bases de Schiff líquido cristalinas contendo o anel isoxazolina e isoxazol. Foram sintetizados 22 bases de Schiff da série (E)-N-[4-(alquiloxi)benzilideno]-4-[5-(X)-4,5-dihidroisoxazol-3-il]anilinas (8c-i) e 22 bases de Schiff da série (E)-N-[4-(alquiloxi)benzilideno]-4-[5-(X)-isoxazol-3-il]anilinas (8c´-i´). Em ambas as séries, o grupo X é CH3 para 8c/8c’; Cl para 8d/8d’; Br para 8e/8e’; H para 8f/8f’; n-Butila; para 8h/8h’ e 2-Etilhexila para 8i/8i’. O substituinte alquiloxila em ambas as series de bases de Schiff foi n-hexila, n-octila, n-decila e n-dodecila, exceto para as bases de Schiff 8h/8i´ e 8h´/8i´ para n-hexila e n-octila, respectivamente. A reação de cicloadição [3+2] 1,3-dipolar do óxido de arilnitrila derivado do 4-nitrobenzaldeído (1a) e os alcenos produziu os heterocíclicos isoxazolínicos. Os isoxazóis foram obtidos pela reação de oxidação das respectivas isoxazolinas via MnO2. Os heterocíclicos preparados foram reduzidos para as respectivas anilinas e condensadas com os p-n-alcoxibenzaldeídos para fornecer as bases de Schiff correspondentes. Todas as bases de Schiff apresentaram comportamento líquido-cristalino. 8c-i apresentaram uma pequena faixa de existência de mesofase, enquanto que 8c´-i´ apresentaram uma enorme faixa de mesofase. Bases de Schiff com grupo Metila apresentaram mesofase nemática enquanto que com grupos polares Cloro e Bromo e Hidrogênio a predominância da mesofase esmética A. A base de Schiff 8h com o grupo n-hexila apresentou uma mesofase não identificada com textura dendritica. Bases de Schiff com dois grupos apolares alquilicos apresentaram também mesofase esmética C. As bases de Schiff 8c´-i´ apresentaram uma temperatura de clareamento superior a 250°C, enquanto que 8c-i foi abaixo de 160 °C. Analise térmica das bases de Schiff revelou que elas são instáveis quando aquecidas acima da temperatura de clareamento para aquelas derivadas do isoxazol (8c´-i´) e, ambas as séries hidrolisaram em solução de CDCl3. / In this dissertation, the synthesis and characterization of two series of Schiff base liquid crystals (E)-N-[4-(alkyloxy)benzylidene]-4-[5-(X)-4,5-dihydroisoxazol-3-yl]anilines (8c-i) and (E)-N-[4-(alkyloxy)benzylidene]-4-[5-(X)-isoxazol-3-yl]anilines (8c´-i´) are described. For all Schiff bases, X group is CH3 for 8c/8c´; Cl for 8d/8d´; Br for 8e/8e´; H for 8f/8f´; n-Butyl for 8h/8h´ and 2-Ethylhexyl for 8i/8i´. All Schiff bases contain alkyl group (n-hexyl, n-octyl, n-decyl and n-dodecyl), except for 8h/8h´ and 8i/8i´ where the alkyl group is n-hexyl, n-octyl, respectively. The isoxazolines were synthesized by a [3+2] cycloaddition 1,3-dipolar of arylnitrile oxide from p-nitrobenzaldehyde (1) and alkenes. The isoxazoles were obtained by oxidation of the isoxazolines. The isoxazolines and isoxazoles thus obtained were reduced to aniline derivatives and condensed with appropriated aryl-aldehydes. The final Schiff bases series displayed liquid-crystalline properties. Those derived from isoxazolines 8c-i presented a narrow mesophase range, while those from isoxazoles 8c´-i´ showed a large mesophase range. Mesomorphic behavior was also dependent on the nature and size of the terminal group for both series of Shiff bases. Nematic mesophase was observed for Schiff bases with short and non-polar groups, while smectogenic behavior (SmA and SmC) was observed for long and more polar terminal groups. For Schiff base 8h with n-hexyl group an undefined mesophase was observed with dendritic texture. The thermal stability of the SBs studied here is dependent on the clearing temperature. For 8c´-i´ with high clearing temperature (>250 °C), decomposition induced by heat was observed during the first cycle of heating and in solutions of CDCl3. Series 8c-i with low clearing temperature (< 150 °C) was more resistant to the thermal decomposition during the heating and cooling cycles.