Orientador: Ana Maria Pires / Banca: Marco Aurélio Cebim / Banca: Eduardo Alves de Almeida / Resumo: Neste trabalho foram desenvolvidos e aprimorados protocolos de conjugação entre nanopartículas do luminóforo Y2O3:Er,Yb, aminofuncionalizadas e a proteína Streptavidina, para atuarem como marcador em imunoensaios. A streptavidina faz parte do sistema de auto-reconhecimento biotina-avidina mais aplicado em ensaios biológicos, sendo que, devido ao seu alto custo, a Albumina Sérica Bovina foi escolhida como proteína de trabalho em substituição à Avidina. Na etapa final, no entanto, utilizou-se a Streptavidina para comparativamente finalizar as discussões. Desta forma, o desenvolvimento do protocolo considerado padrão foi feito aplicando-se o crosslinker homobifuncional glutaraldeído, e a partir deste, estudou-se o comportamento da ligação luminóforo-proteína utilizando-se outros crosslinkers heterobifuncionais, no caso sulfo-N-succinimidil 4-maleimido- butirato sal de sódio (Sulfo-GMBS) e cloridrato de N-(3-dimetilaminopropil)-N'-etilcarbodiimida (EDC). Tal alteração teve como princípio o aperfeiçoamento do protocolo de conjugação, estabelecendo comparativos entres os dados experimentais já obtidos e as possíveis vantagens resultantes dos crosslinkers heterobifuncionais, já que neste caso a possibilidade de ocorrer autoconjugação, ligação cruzada intramolecular e/ou polimerização entre as nanopartículas aminofuncionalizadas pode ser nula. Com relação às nanopartículas, estas, antes da conjugação, foram caracterizadas por espectroscopia de luminescência, microscopia eletrônica de varredura e/ou transmissão, assim como titulação potenciométrica para quantificação dos grupos NH2 após funcionalização. No desenvolvimento e aperfeiçoamento dos protocolos de conjugação todas as etapas foram monitoradas por Espectroscopia de Absorção na Região... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work conjugation protocols between the aminofunctionalized nanophosphor Y2O3: Er, Yb, and the protein Streptavidin was developed and improved to be possible applied as markers in immunoassays. The Streptavidin is part of the biotin-avidin self-recognition system applied to most biological assays, and, due to its high cost, Bovine Serum Albumin protein was chosen to be used in most part of the developing protocol as a substitute for avidin. In the final step, however, the Streptavidin was used in comparison to the other results in order to finalize the study. Thus, the development of the standard protocol was done by applying the homobifunctional crosslinker glutaraldehyde, and from this, it was studied the behavior of protein-nanophosphors binding using the heterobifunctional crosslinkers N-(3-dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC) and Sulfo-N-succinimidyl 4-maleimidobutyrate sodium salt (Sulfo-GMBS). Such a change had the challenge to improve conjugation protocol, establishing the comparison between experimental data already obtained and the possible advantages due to the use of heterobifunctional crosslinkers, considering that in this case the possibility of occurring self-conjugation, intermolecular crosslinking and/or polymerization between the aminofuctionalized nanoparticles can be null. With respect to the nanoparticles before the conjugation step, they were characterized by luminescence spectroscopy, scanning and/or transmission electron microscopy as well as potentiometric titration for NH2 groups quantification after functionalization. During the development and the improvement of the conjugation protocols all steps were monitored by UV-VIS absorption spectroscopy to verify the behavior of molecular species present before and after the reactions... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Ana Maria Pires / Co-orientador: Marco Aurélio Cebim / Banca: Andrea Simone Stucchi de Camargo Alvarez Bernardez / Banca: Eduardo José Nassar / Resumo: Sistemas contendo elementos terras raras possuem diversas aplicações em função de suas propriedades espectroscópicas e magnéticas. Já compostos à base de tungstênio formam uma grande classe de materiais inorgânicos que exibem propriedades físicas interessantes, em especial as fotocrômicas. Dentre os compostos de W6+, destaca-se o óxi-hidróxido de tungstênio e íons terras raras, com fórmula geral TRW2O6(OH)3, sobre o qual encontram-se poucos relatos na literatura. Desta forma, o objetivo deste trabalho é avaliar as propriedades estruturais e espectroscópicas de óxi-hidróxidos de tungstênio e cátions trivalentes de elementos terras raras sintetizados por via hidrotérmica, método pelo qual a fase é facilmente obtida. A adição de ácido cítrico às sínteses leva a grande controle na morfologia das partículas obtidas e, mesmo permanecendo como resíduo nas amostras em que é utilizado, não causa distorções significativas na estrutura cristalina. Além disso, o aditivo promove a redução dos íons W6+ ao estado de oxidação (V), o que tem grande influência sobre as propriedades ópticas da fase em estudo. Os dados de reflectância difusa mostram uma intensa banda de absorção que se estende por todo o visível e infravermelho próximo, atribuída à transições de transferência de carga intervalência (IVCT) entre íons W5+ e W6+ adjacentes. A irradiação do material com energia que exceda ao bandgap leva ao aumento da banda associada à IVCT e consequente mudança de coloração do material, o que indica a ocorrência de fotocromismo; quando a excitação é feita na região do ultravioleta, o efeito fotocrômico é realçado pela fotodecomposição dos resíduos de ácido cítrico. O aumento da banda associada à IVCT leva, concomitantemente, à supressão da emissão a partir do nível emissor 5D0 dos íons Eu3+, resultando em um perfil exponencial de diminuição da... / Abstract: Systems containing rare earth elements have many applications due to their spectroscopic and magnetic properties. On the other hand tungsten-based compounds form a large class of inorganic materials which exhibit interesting physical properties, particularly photochromism. Among W6+ compounds, oxy-hydroxide containing tungsten and rare earth ions, with formula TRW2O6(OH)3, stands out with few reports in the literature. Thus, the aim of this study is to evaluate the structural and spectroscopic properties of oxy-hydroxides with tungsten and trivalent cations of rare earth elements, synthesized via hydrothermal method, by which the phase is easily obtained. The addition of citric acid to the synthesis leads to effective control of particles morphology, and even remaining as a residue in samples in which it is employed, it does not cause significant distortion of the crystal structure. Furthermore, this additive promotes the reduction of W6+ ions to the oxidation state (V), which has a great influence on the optical properties of the studied phase. The reflectance data show an intense absorption band which extends over the entire visible and near infrared spectral range, assigned to the intervalence charge transfer transitions (IVCT) between W5+ and adjacent W6+ ions. Irradiation of the material with energies exceeding the bandgap leads to an increase in the band associated with the IVCT and subsequent color change of the material, which indicates the occurrence of photochromism; when the excitation is done in the ultraviolet spectral region, the photochromic effect is enhanced by the photodecomposition of citric acid residues. The increased bandwidth associated with the IVCT leads concomitantly to the suppression of emissions from Eu3+ 5D0 emitting level, resulting in an exponential decrease of the emission intensity profile as the material is continuously irradiated. This observation suggests that... / Mestre

Este trabalho apresenta a síntese, caracterização e estudos de adssorção de trocadores iônicos inorgânicos a base de óxidos mistos estanho-titânio para recuperação dos metais cádmio e níquel de efluentes aquosos, descartados no meio ambiente principalmente através de baterias de Ni-Cd. Os trocadores foram sintetizados via método sol-gel modificado da mistura de cloreto de estanho(IV) e cloreto de titânio(III) com hidróxido de amônio. Os materiais obtidos: SnO2/TiO2 e SnO2/TiO2:Eu3+ foram caracterizados via espectroscopia de infravermelho, análise térmica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX) (método do pó) e espectroscopia eletrônica (excitação e emissão) para o trocador dopado com európio. Os mesmo materiais também foram sintetizados em matriz polimérica para a sua utilização em coluna, devido os materiais sintetizados apresentarem tamanho de cristalito na escala nanométrica. Determinaram-se as razões de distribuição dos metais, tomando-se como parâmetros a influência do pH, da concentração dos metais (determinando-se as isotermas de adsorção) e do tempo de contato (determinando-se a cinética de adsorção). Os trocadores apresentaram alta capacidade de troca, com porcentagens de adsorção acima de 90%, cinética rápida, superfícies de troca energeticamente heterogenias, adsorção física e processo de troca espontâneo. Para o trocador dopado foram estudadas as propriedades espectroscópicas e calculado os parâmetros de intensidade também se obteve um rendimento quântico satisfatório. / This work presents the synthesis, characterization and adsorption studies of inorganic ion exchangers based on mixed tin-titanium oxide for recovery of cadmium and nickel metals from aqueous effluents, discarded in the environment mainly through Ni-Cd battery. The exchangers were synthesized by sol-gel modified method using a mixture of tin(IV) chloride and titanium(III) chloride and ammonium hydroxide, as precursors reagents. The materials obtained: SnO2/TiO2 e SnO2/TiO2:Eu3+ were characterized by infrared spectroscopy, thermal analysis, scattering electronic microscopy (SEM), X-ray powder diffraction (XRD) (powder method) and electronic spectroscopy (excitation and emission) for the europium doped exchanger. The same materials also were synthesized in polymeric matrix too and can be used in column, because the synthesized materials showed crystals size in nanometric scale. It was determined by the distribution ratios for metals taking as parameters the influence of pH, the concentration of metals (by adsorption isotherms) and the contact time (by adsorption kinetic). The inorganic ion exchanger presented high exchange capacity with adsorption percent above 90% for the studied conditions, quickly kinetic, heterogeneous exchange surfaces, physic adsorption and spontaneous process of exchange. To the doped exchanger spectroscopy properties were studied and also it was calculated the intensity parameters and it was found a satisfactory quantum yield.

Orientadora: Marian Rosaly Davolos / Banca: Édson Pecoraro / Banca: Fernando Aparecido Sigoli / Banca: Vera Regina Leopoldo Constantino / Banca: Sérgio Antonio Marques de Lima / Resumo: O desafio da Química no século XXI é a obtenção de materiais promissores em aplicações e perspectivas inovadoras. Um ótimo candidato para estudos específicos é a síntese de materiais luminescentes bidimensionais. Entre as matrizes bidimensionais disponíveis, pode-se destacar os Hidróxidos Duplos Lamelares (HDLs) sintetizados no laboratório por rotas simples e de baixo custo, que têm como fórmula geral [M2+(1-x)M'3+x(OH)2](An-)x/n.zH2O (M, M' = íons metálicos que constituem as lamelas, e An- = ânion interlamelar). Preparou-se as amostras pelo método de coprecipitação e troca iônica. Na primeira etapa do trabalho otimizou-se os parâmetros de síntese. Após, obteve-se as amostras [Zn2Aℓ1-xEux(OH)6]A·zH2O-HDL (A = NO3- ou Cℓ- e x = 0,1 ou 1 ou 5 ou 10% em mol) e a fase formada é de HDL, conforme dados de XRD. O perfil de luminescência indica sítios de baixa simetria, emissão com alta pureza de cor e, que alta concentração de grupos -OH intensifica os processos não-radiativos diminuindo a eficiência quântica. Na segunda etapa do trabalho, as amostras [Zn2Aℓ1-xEux(OH)6]A·zH2O-HDL (A = bca (4-ácido-bifenilcarboxílico) ou acac (acetilacetona) ou tta (2-tenoiltrifluoroacetona) obtidas pelo método de coprecipitação não formam a estrutura lamelar. Assim, optou-se pelo método de troca iônica para as amostras [Zn2Aℓ1-xEux(OH)6]A·zH2O-HDL (A = bca, bpdc (4,4-ácido-bifenildicarboxílico), tta e acac e x = 0,1% em mol). A intercalação das espécies aniônicas na matriz HDL nas condições utiliza... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The challenge of chemistry in the 21st century has being the study of promising materials for applications and innovative perspectives. A great example is the synthesis of two-dimensional luminescent materials. Among the available structures, it can be highlighted Layered Double Hydroxides (LDH) synthetized in the laboratory by simple route and low cost. LDH have the general formula [M2+(1-x)M'3+x(OH)2](An-)x/n.zH2O (M, M' = layer metal ions, and An- = interlayer anion). The samples have been prepared by co-precipitation or ion exchange method. In the first stage, several experimental steps have performed to acquire the better synthesis parameters. Then, [Zn2Aℓ1-xEux(OH)6]A·zH2O-LDH (A = NO3- or Cℓ- and x = 0.1 or 1 or 5 or 10 at.%) samples were achieved according to XRD data. Luminescent properties indicate low-symmetry sites, emission with high color purity, and low quantum yield due to the high -OH groups concentration that enhances the non-radiative processes. In the second step, attempts to prepare [Zn2Aℓ1-xEux(OH)6]A·zH2O-LDH (A = bca (biphenyl-4-carboxylic acid) or acac (acetylacetone) or tta (2-thenoyltrifluoroacetone) by co-precipitation method did not lead to a LDH structure. Thus, it has been chosen the ion exchange method to prepare [Zn2Aℓ1-xEux(OH)6]A·zH2O-LDH (A = bca, bpdc (biphenyl-4,4′-dicarboxylic acid), tta e acac e x = 0.1 at.%) samples. Anionic species intercalation into LDH under the used conditions is efficient to the bca and is limited to th... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Sergio Antonio Marques de Lima / Banca: Ana Maria Pires / Banca: Alexandre de Oliveira Legendre / Resumo: Íons lantanídeos são utilizados como centros emissores em dispositivos emissores de luz, apresentam alta eficiência de emissão, porém baixa absortividade molar. Este problema pode ser contornado com o uso de ligantes orgânicos com alta absortividade e que transfiram energia de forma eficiente para os íons lantanídeos em complexos. A transferência de energia dos estados singlete e triplete do ligante orgânico para o íon emissor recebe o nome de efeito antena. Os complexos de irídio apresentam alta absortividade molar e um estado excitado, que é uma mistura do estado excitado do ligante com uma banda de transferência de carga metal ligante (3L-TCML) e que pode transferir energia de forma eficiente para os íons lantanídeos. Desta forma, os compostos multicentrados heteronucleares de íons lantanídeos ligados a complexos de irídio por um ligante que faça a ponte entre os centros metálicos podem produzir um efeito "super-antena" aumentando a eficiência de emissão nos íons lantanídeos. No trabalho desenvolvido foram realizadas sínteses e caracterizações de complexos mononucleares contendo íons Ir3+ e Eu3+, e também complexos bimetálicos tetranucleares ligados em ponte. A caracterização dos complexos foi realizada através das espectroscopias de absorção no infravermelho e UV-Vis e espectroscopia de fotoluminescência. Os espectros de fotoluminescência dos compostos mononucleares sintetizados mostram características semelhantes às encontradas na literatura, enquanto nos complexos heterobimetálicos, inéditos até o presente momento, a emissão é característica tanto dos complexos de Ir3+ quanto do íon Eu3+, indicando que houve a ligação em ponte entre os complexos, no entanto, a transferência de energia não é eficiente entre os estados excitados 3L-TCML e o estado emissor do lantanídeo. Isso ocorre devido à aproximação energética entre esses níveis o que favorece um processo de retro doação ... / Abstract: Lanthanides ions are widely used as emitting centers in light emitting devices. They hold high efficiency of emission, but low molar absorption. This problem can be overcome by the use of organic ligands that show highest molar absorbance and are able to transfer the energy of their excited state to the emitting states of the lanthanide ions. The energy transfer from the triplet and singlet levels of organic ligand to the lanthanide ion is called "antenna effect". Iridium complexes hold high molar absorption and an excited state that is a mix of ligand triplet-excited state and a charge-transfer metal to ligand band (3L-MLCT); this energy level can transfer energy efficiently to the lanthanide ions. Therefore, heteronuclear compounds multicentered of lanthanide ions bonded in bridge with iridium complexes by a ligand that connects the two metallic centers can produce a "super-antenna" effect, increasing the emission efficiency in the lanthanide ions. In this study, we synthesized and characterized mononuclear complexes containing Ir3+ and Eu3+ ions, and bimetallic tetranuclear complexes (Ir3+-Eu3+). These complexes were characterized by infrared absorption spectroscopy, UV-Visible absorption spectroscopy and photoluminescence spectroscopy. The photoluminescence spectra of the mononuclear compounds showed similar characteristics to those encountered in the literature, whereas the heterobimetallic complexes exhibit emission characteristic of both, Ir3+ complexes and Eu3+ complexes. This suggests that the bond in bridge between the metallic centers did happened, and the energy was transferred from the excited state 3L-MLCT to the emitting state of the lanthanide, but this was not very efficient. This may occurs probably by an approximation between the energy levels that favors a backdonation process. Geometry and UV-Vis spectra were simulated using quantum software, finding high agreement between the theory and experimental data / Mestre

Pontos quânticos de carbono (C-dots) luminescentes na região do azul-verde aprisionados em matriz de sílica foram produzidos por um processo novo, baseado na pirólise de grupos contendo carbono dispersos nas bordas dos grãos de dimensões nanométricas de sílica (AEROSIL) previamente sinterizados a frio sob alta pressão, onde nenhuma técnica de passivação foi exigida. A análise de difração de elétrons de área selecionada (SAED – Selected Area Electron Diffraction) e espectroscopia de perda de energia de elétrons (EELS – Electron Energy Loss Spectroscopy) confirmaram a formação de C-dots contendo átomos de carbono com ligações do tipo sp2. Foram investigados diferentes valores de pressão (2,5, 4 e 7,7 GPa) para sinterização a frio e diferentes temperaturas de pirólise, a partir de 500 até 900°C. Resultados de análise térmica revelaram pequena perda de massa durante a pirólise das amostras, praticamente independente da pressão utilizada na sinterização. Espectroscopia na faixa do infravermelho revelou alterações nas bandas de aborção na faixa correspondente aos modos de vibração de CH2 e CH3, dependentes da temperatura e da pressão utilizadas. Os espectros de fotoluminescência (FL) foram fortemente dependentes do comprimento de onda de excitação e observou-se uma intensidade de emissão mais elevada no intervalo entre 500-550 nm para a amostra sinterizada a frio em 7,7 GPa e tratada termicamente a 800°C para excitação em 460 nm. Também foi investigado a contribuição da matriz de silica após a sinterização. / Quantum dots in the blue-green region embedded in a silica matrix were produced by a new process based on the pyrolysis of groups containing carbon dispersed on the edges of the grain of nanosized silica (AEROSIL) previously sintered under high pressure, where no passivation technique was required. The Selected Area Electron Diffraction (SAED) and Electron Energy Loss Spectroscopy (EELS) confirmed the formation of Cdots containing carbon atoms with sp2 bonds. Different pressure values (2,5, 4 and 7,7 GPa) were investigated for cold sintering and the pyrolsys was in the temperature range from 500 to 900°C. Results of thermal analysis revealed a small loss of mass during the pyrolysis of the samples, practically independent of the sintering pressure. Infrared spectroscopy revealed changes in the absorption bands in the range corresponding to the CH2 and CH3 vibration modes, depending on the temperature and pressure conditions. Photoluminescence (PL) spectra were strongly dependent on the excitation wavelength and a higher emission intensity was observed in the range 500-550 nm for the sample sintered at 7.7 GPa and pyrolysed at 800°C for excitation at 460 nm. The contribution of the silica matrix after sintering was also investigated.

Orientador: Sidney José Lima Ribeiro / Orientador: Marie Joelle Menu / Banca: Oscar Manoel Loureiro Malta / Banca: Jean Olivier Durand / Banca: Luís Antonio ferreira Martins Dias Carlos / Banca: Eric Benoist / Resumo: Este trabalho apresenta a síntese, caracterização e estudo das propriedades de fotoluminescência de híbridos à base de sílica e complexos európio (III). Estes híbridos, também, foram funcionalizados e testados como sondas ou biomarcadores. A associação do íon európio à matrizes inorgânicas (alumina, sílica) e orgânicas (PMMA), tem sido amplamente estudada. Entretanto, o estudo de diferentes metodologias de síntese são ainda necessárias para otimizar propriedades físico-químicas, incluíndo as propriedades luminescentes destes materiais. Neste sentido, a presente tese propõe a síntese de dois novos luminóforos à base de sílica, via ligação covalente de complexos de Eu3+ à matriz, impedindo, desta forma, processos indesejados de lixiviação. Estes novos complexos de európio (III) devem apresentar ligantes com função alcooxisilanos, e uma estrutura eletrônica que possibilite a eficiente transferência de energia não radiativa ("efeito de antena") Ligante ® Eu3+, otimizando propriedades luminescentes. Além do ligante bipiridina (Bpy-Si) já conhecido na literatura, desenvolvido no CIRIMAT-Toulouse, o novo ligante alcoóxi modificado b-dicetona (TTA-Si) foi sintetizado nessa tese, gerando neste trabalho uma família composta de três complexos de európio (III): [Eu(TMHD)3(Bpy-Si)], [Eu (TTA)3(Bpy-Si)] e [Eu (TTA-Si)3], que serão citados no texto sob as siglas [Eu1], [Eu2] e [Eu3], respectivamente. A ancoragem dos complexos superficialmente à sílica foi realizada sobre duas matrizes diferentes: primeiro, nanopartículas de sílica densas, 24 ± 2 nm (Ludox AS-40), e segundo, matrizes de sílica mesoporosas. A sílica mesoporosa foi sintetizada pela metodologia de pirólise de aerossol, um método (one step) capaz de produzir partículas mesoporosas em poucos minutos, sem resíduos de surfactante e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Ce travail décrit la synthèse, la caratérisation et l'étude des propriétés de photoluminescence d'hybrides à base de silice et de complexes d'europium(III). Ces hybrides sont ensuite organiquement modifiés pour illustrer leur application potentielle en tant que sondes ou biomarqueurs. Associer les très bonnes propriétés de luminescence des complexes de lanthanides avec les propriétés physico-chimiques d'une matrice inorganique telle que la silice est une voie prometteuse pour l'obtention de nouveaux outils d'analyse pour la biologie. La silice, SiO2, est une excellente matrice inorganique qui, sous forme de particules submicroniques voire même nanométriques, puisqu'elle permet à la fois de concentrer le luminophore tout en le protégeant des perturbations externes susceptibles d'inhiber le processus de luminescence. De plus la modification de la surface des particules de silice via une fonctionnalisation par voie chimique rend ces nouveaux hybrides biocompatibles, adaptés à leur mise en suspension en milieu aqueux et donc intéressants pour l'analyse des milieux biologiques. Dans cette optique l'obtention de particules dont la taille reste inferieure à 100 nm est une condition qui s'impose et qui nécessite de développer de nouveaux hybrides organique-inorganiques. C'est dans ce cadre que se situe ce travail de thèse. Les lanthanides voient leurs propriétés de luminescence exaltées par la présence dans leur sphère de coordination de chromophores organiques. Depuis une dizaine d'années l'association de chélates d'europium(III) dans des matrices inorganiques (silice, alumine) et organiques (PMMA) a fait l'objet d'un très grand nombre d'études pour lesquelles les conditions de synthèse ne sont pas bien contrôlées conduisant à des hybrides... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2014-08-13T14:50:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-26Bitstream added on 2014-08-13T18:00:41Z : No. of bitstreams: 1 000756517.pdf: 1734857 bytes, checksum: 281f33b4567ed911763af72805522884 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Materiais híbridos de Sílica modificados organicamente (ORMOSIL) são muito estudados devido à variedade de alcóxidos funcionalizados com moléculas orgânicas (epóxi, vinil, amina, fenil, etc). O estudo das propriedades de materiais híbridos de sílica/orgânico preparados via sol-gel dopados com nanocristais de semicondutores do tipo núcleo/casca é de grande interesse, pois possibilita que propriedades ópticas e mecânicas sejam controladas a partir da síntese, produzindo materiais multifuncionais que apresentam características híbridas da matriz sílica/orgânico aliada aos fenômenos ópticos produzidos pelo dopante. Neste trabalho foram estudadas as propriedades ópticas de matrizes de sílica/orgânico à base de 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano (GPTS) e tetraetilortosilicato (TEOS) preparadas pelo processo sol-gel, dopadas com nanocristais de CdSe/ZnS. As matrizes híbridas dopadas foram caracterizadas por espectroscopia óptica (absorção óptica e luminescência UV/VIS) e espectroscopia termo-óptica (lente térmica). Nanocristais de CdSe/ZnS com três tamanhos diferentes de núcleos (~2 a 5 nm) e banda de emissão centrada em 525, 560 e 615 nm (verde, laranja e vermelho, respectivamente) foram estudados quando inseridos na matriz híbrida e as caracterizações foram realizadas in-situ na matriz desde o estado inicial sol e durante a cinética de gelificação. Durante a cinética de gelificação, catalisada pela adição de NH4OH, foi observado a diminuição da intensidade de luminescência dos nanocristais com mínimo no ponto de gel da matriz e subsequente desvio para o azul com acentuado aumento da intensidade de luminescência relacionada com a consolidação da matriz. Através dos espectros de densidade óptica foi possível determinar a variação da energia de gap das amostras durante a cinética de gelificação. As medidas de lente térmica foram realizadas usando laser de excitação e prova para estudar os... / Organically Modified Silicates (ORMOSIL) have been object of study due to the variety of the organically functionalized alkoxides (epoxy, vinyl, phenyl, etc). This allows the production of new hybrid silica materials with adjustable properties depending on the organic molecule linked to silica. The study of the properties of CdSe/ZnS core-shell nanocrystals embedded in GPTS/TEOS-derived organic/silica hybrids is of high interest due the optical and mechanical properties which can be controlled from the synthesis, producing multifunctional materials. This work aims the study of the optical properties measured in situ of CdSe/ZnS nanocrystals embedded in organic/silica hybrid colloids prepared by sol-gel technique derived from 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTS) and tetraethylorthosilicate (TEOS). Doped organic/silica hybrid matrices were characterized by optical spectroscopy (absorption and photoluminescence) and thermo-optical spectroscopy (thermal lens). CdSe/ZnS nanocrystals with three different core sizes (~2 -5 nm) and emission band centered at 525, 560 and 615 nm (green, orange and red, respectively) were studied embedded in the hybrid matrix. The optical characterizations were performed in-situ in the matrix from the initial sol and during the gelation kinetics (transition from sol to gel). During the gelation kinetics started by NH4OH addition, an intensity decrease of the nanocrystals photoluminescence was observed during the sol to gel transition, achieving minimum photoluminescence intensity exactly at the matrix gel point with subsequent blue shift and accentuated photoluminescence intensity increase related to the matrix consolidation. Through the optical absorption spectra it was possible to determine the variation in the energy gap of the samples during the kinetics of gelation. TL transient measurements were performed using the mode-mismatched dual-beam configuration to study the effect of the CdSe/ZnS embedded in...

Orientador: Ana Maria Pires / Banca: Italo Odone Mazali / Banca: Carlos José Leopoldo Constantino / Resumo: Este trabalho apresenta o estudo estrutural e espectroscópico de híbridos inorgânicoorgânicos constituídos por partículas luminescentes aminofuncionalizadas do tipo core@shell (componente inorgânico) e ligantes coordenados a íons terra raras distintos daqueles presentes nas partículas luminescentes (componente orgânico) acorados no sistema inorgânico, com potencial aplicação em sistemas de imageamento celular. Óxido de ítrio de estrutura cúbica foi selecionado para atuar como "core" devido à sua reconhecida compatibilidade em hospedar íons ativadores, no caso Eu3+ e Tb3+. Sílica gel foi escolhida para recobrir o "core" por se tratar de um polímero inorgânico cuja superfície pode ser facilmente funcionalizada. Desta forma, estruturas core@shell esferoidais aminofuncionalizadas, com Y2O3:Eu3+ ou Y2O3:Tb3+ como "core", foram obtidas para a confecção de híbridos inorgânico-orgânicos. Através da ancoragem de ligantes do tipo base de Schiff na superfície dos luminóforos recobertos e da complexação desses com um segundo íon terra rara, foi obtido um sistema com dois centros emissores distintos. Estes por sua vez, foram complexados com ligantes β-dicetonas, a fim de promover emissões através do efeito antena. Os compostos produzidos tiveram suas propriedades estruturais, ópticas e morfológicas monitoradas pelas técnicas de difração de raios X, espectroscopias no IV, Raman, Luminescência e microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, entre outras. As... / Abstract: This work presents the structural and spectroscopic study of inorganic-organic hybrids involving luminescent particles of aminofunctionalized core-shell type (inorganic component) and ligands coordinated to rare earth ions, different from those present in luminescent particles (organic component) anchored in the inorganic system, with potential application in cellular imaging systems. Cubic ittrium oxide was selected to act as "core" due to its recognized compatibility in host activator ions, in this case Eu3+ and Tb3 +. Silica gel was chosen to cover the core because it is an inorganic polymer whose surface can be easily functionalized. Thus, aminofunctionalized spheroidal core shell structures with Y2O3:Eu3+ or Y2O3:Tb3+ as core were obtained for the preparation of inorganic-organic hybrids by the anchoring of Schiff base-type ligands to be complexed to a second rare earth ion, thus promoting two different emitting centers. These in turn were complexed with β-diketone ligands in order to promote emissions through the antenna effect. The compounds produced had their structural, optical and morphological properties monitored by X-ray diffraction, IR, Raman, and Luminescence spectroscopy, and scanning and transmission electron microscopy, among others. The luminescent properties were evaluated by the study of intensity parameters in addition to the interpretation of chromaticity diagrams. It was verified that the dominant emission color for the hybrid synthesized phosphors can vary according to the excitation, with high color purity. From the analysis and interpretation of the obtained results, it was possible to conclude that the synthesis of the luminescent particles of the proposed and unpublished organic and inorganic hybrids was successfully carried out, and the morphology, homogeneity and size distribution are favorable for later applications in biological tests, mainly ... / Mestre

Orientador: Regina Célia Galvão Frem / Banca: Sidney Jose Lima Ribeiro / Banca: Grégoire Jean-François Demets / Resumo: Segundo a IUPAC, MOFs (Metal-Organic Frameworks) são definidos como polímeros de coordenação com uma estrutura aberta contendo cavidades potencialmente vazias. As MOFs podem ser sintetizadas utilizando íons lantanídeos como centros metálicos (LnMOFs) e por essa razão, apresentam luminescência somada às demais propriedades desta classe de materiais porosos. Dentro desse contexto, o objetivo deste trabalho foi a obtenção de LnMOFs visando aplicação na área de sensoriamento químico via luminescência. Os compostos foram sintetizados a partir dos cloretos de térbio (III), európio (III) e samário (III) hexahidratados (precursores metálicos) e dos ligantes ácidos malônico e 3,5-pirazoldicarboxílico. Os compostos de térbio e ligantes foram sintetizados em diferentes pHs, sendo que os valores iguais a 2, 4 e 5 conduziram a formação dos materiais TBM2, TBM4 e TBM5, respectivamente. Os sólidos de európio e samário foram sintetizados em pH igual a 5 (compostos EUM5 e SMM5, respectivamente). As sínteses foram realizadas utilizando micro-ondas e estufa solvotérmica. As amostras TBM4 e TBM5 obtidas via micro-ondas se organizam na forma de partículas com tamanhos entre 0,5 - 2 μm e morfologia esférica. Ensaios de caracterização demonstraram que se tratava do mesmo composto, exceto uma maior rugosidade nas partículas do TBM5. A cristalinidade do material foi baixa devido ao curto tempo de síntese, no entanto utilizando síntese solvotérmica (mais lenta) foi possível aumentar a cristalinidade. ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: According to IUPAC, MOFs (Metal-Organic Frameworks) are coordination polymers with an open structure containing potentially empty voids. MOFs can be synthesized using lanthanide ions as metal centers (LnMOFs) and therefore have luminescence added to the other properties of this porous materials class. In this context, the objective of this work was to obtain LnMOFs for chemical sensing application via luminescence. The compounds were synthesized from terbium (III), europium (III) and samarium (III) chlorides hexahydrates (metal precursors) and the malonic and 3,5-pyrazoledicarboxylic acid linkers. The compounds with terbium plus linkers were synthesized at different pHs, with values of 2, 4 and 5 leading to the formation of TBM2, TBM4 and TBM5 materials, respectively. The europium and samarium solids were synthesized at pH = 5 (compounds EUM5 and SMM5, respectively). The syntheses were microwave and solvothermic assisted. The TBM4 and TBM5 samples via microwave-assisted synthesis are organized in the form of particles with sizes between 0.5 - 2 μm and spherical morphology. Characterization tests showed both are the same compound, except for a greater roughness in the TBM5 particles. The crystallinity of the material was low due to the short synthesis time; however, by using solvothermic-assisted synthesis (slower) it was possible to increase the crystallinity. There are characteristic bands of both ligands in the infrared vibrational spectroscopy, as well as band displacement... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre