Síntese sonoquímica de novos nanohíbridos de óxido de vanádio/polímero condutor

Abstract

Nanocompósitos híbridos inéditos compostos por nanofitas de óxido de vanádio/polipirrol e óxido de vanádio/politiofeno, foram preparados aplicando ultrassom de alta-intensidade durante um período de 6 horas. Nanocompósitos são materiais em que os componentes interagem em nível molecular, permitindo com isso o surgimento de novas propriedades, fruto do sinergismo proporcionado pela combinação dos precursores. Os precursores dos nanocompósitos utilizados nessa dissertação foram o pentóxido de vanádio cristalino (c-V2O5), que possui uma estrutura lamelar capaz de acomodar outras espécies, e os monômeros de pirrol e dímeros de 2,2-bitiofeno, que são oxidados pelo c-V2O5 e polimerizam no interior do mesmo. Seis amostras de cada monômero foram preparadas mantendo-se a quantidade de c-V2O5 constante e variando o número de mols dos monômeros. As técnicas de difração de raios-X (DRX), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), análise elementar de carbono, hidrogênio, nitrogênio e enxofre, análise termogravimétrica (TGA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) foram utilizadas para caracterizar os materiais produzidos. A análise conjunta das técnicas de investigação mostrou a formação de materiais fibrilares (largura média de 40,0 nm) em que o polímero se encontra inserido nas lamelas do óxido, acarretando numa uma expansão média de 10,0 Å. A composição dos materiais tratados sonoquimicamente foi determinada com o auxílio das medidas de TGA e análise elementar. As imagens de MEV indicaram que a morfologia do material final é fibrilar. Assim, um mecanismo de formação dos fibras híbridas foi proposto com o objetivo de explicar a morfologia fina

Hybrid nanocomposites consisting of the nanoribbons polypyrrole/vanadium oxide and polythiophene / vanadium oxide have been prepared by applying high-intensity ultrasonic during a period of 6 hours. The nanocomposites are characterized as materials in which the components interact at the molecular level, thereby allowing the emergence of new properties, due to the synergy provided by the combination of precursors. The precursors of nanocomposites used in this dissertation are crystalline vanadium pentoxide (c-V2O5), which has a lamellar structure capable of accommodating other species and monomers pyrrol and 2,2-bithiophene, which are oxidized by c-V2O5 and polymerize inside the same. Six samples of each monomer were prepared by keeping the amount of c-V2O5 constant and varying the number of moles of the monomers the pyrrole and 2,2-bithiophene. Techniques of X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy with Fourier transform (FT-IR), elemental analysis of carbon, hydrogen, nitrogen and sulfur, thermogravimetric analysis (TGA) and scanning electron microscopy (SEM) were used to characterize the materials produced. The joint analysis of the technical investigation showed the formation of fibrillar material (average width of 8.0 nm) in which the polymer is inserted in the lamella oxide with an average increase of 10.0 Å. The composition of sonochemically treated materials were determined with the aid of the measures TGA and elemental analysis. The SEM images showed that the morphology of the final material is fibrillar. Thus, a mechanism for the formation of hybrid fibers was proposed in order to explain the final morphology.