Novos géis metal-orgânicos (MOG) contendo íons lantanídeos: da síntese às propriedades luminescentes e reológicas

Abstract

O presente trabalho descreve a síntese hidrotérmica assistida por micro-ondas, caracterização e propriedades espectroscópicas e reológicas de géis e mix-géis (mistura de ligantes) com as combinações dos ligantes ácido iminodiacético (IDA), ácido benzóico 3(1H-imidazol-2-il) (IBA) e, IDA e ácido carboxílico-2-imidazol-1H (ICA), nas proporções 5 e 25 % utilizando os íons Ln³⁺ (Eu³⁺, Gd³⁺ e Tb³⁺). A análise termogravimétrica exibiu três eventos principais de perda de massa, que estão relacionados à perda de água de hidratação e de coordenação e degradação da matriz orgânica. Os espectros de infravermelho foram evidenciados através das mudanças nas energias de ocorrência das vibrações de estiramento ν(C=O) em 1711 cm⁻¹ deslocando para 1583 cm⁻¹ indicando à coordenação os íons Ln³⁺. O comportamento reológico no modo de escoamento com taxa de deformação de 0 a 200 s⁻¹, os géis e mix-géis comportaram-se com pseudoplásticos nos teores e temperatura estudada, observando menor taxa de deformação para os mix-géis. No Modo oscilatório as amostras apresentaram propriedades mecânicas com o módulo de armazenamento (G’) aumentando com a frequência, enquanto o módulo de dissipação (G’’) teve pouca variação, caracterizando um sólido viscoelástico. O gel de IDA e Gd (GGd) apresentou emissão nas faixas ultravioleta (UV) e visível (VIS). Os mix-géis com Gd³⁺ apresentaram emissão característica tanto do IDA quanto do IBA ou ICA. Verificou-se ainda a perda da emissão no UV, devido aos altos coeficientes de extinção molar dos ligantes IBA e ICA. Os espectros de emissão dos géis e mix-géis com íons Eu³⁺ e Tb³⁺ apresentaram bandas finas relacionadas às transições ⁵D₀→⁷Fᴊ (onde, J = 0-4) e ⁵D₄→⁷Fᴊ (onde, J = 6-0), respectivamente. Os mix-géis com íons Eu³⁺ e os ligantes IBA e ICA apresentaram aumento na intensidade da transição ⁵D₀→⁷F₀ e na componente stark em 703 nm da transição ⁵D₀→⁷F₄ com o aumento do teor de ligantes. Através do perfil espectral os compostos contendo os íons Eu³⁺ sugerem que estes ocupam um ambiente de baixa simetria. O comportamento biexponencial de decaimento radiativo sugere que os íons Eu³⁺ ocupam dois ambientes de coordenação distintos. Os íons Tb³⁺ exibiram também suas transições características e com comportamento biexponencial complementando com que foi observado para os íons Eu³⁺.