Influence of different doping acids on the structural, morphological, thermal and electrical properties of Poly(m-anisidine)

Autor:	Veras, Tiago Neves
Přispěvatelé:	Sanches, Edgar Aparecido, Santos, Nataly Albuquerque dos, Rios, Emerson da Costa, Nunomura, Rita de Cassia Saraiva, Paula, Marcos Marques da Silva, Mac??do Neto, Jos?? Costa de
Jazyk:	portugalština
Rok vydání:	2020
Předmět:	Pol??meros condutores Teoria do Funcional da Densidade Dopantes Condu????o el??trica Raios X - Difra????o QU??MICA [CI??NCIAS EXATAS E DA TERRA] M??todo de Le Bail Poli(m-anisidina) DFT
Zdroj:	Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM Universidade Federal do Amazonas (UFAM) instacron:UFAM
Popis:	Submitted by Tiago Veras (tiago00veras@gmail.com) on 2020-09-08T14:57:19Z No. of bitstreams: 3 Tese - Vers??o definitiva.pdf: 2730275 bytes, checksum: 2e2b3785e67803f57906495fa94fe545 (MD5) CartaEncaminhamentoDep??sito (1).pdf: 78030 bytes, checksum: 9b2ff1d46ef2a81417d5933c728e2759 (MD5) ATA - Tiago Neves Veras.pdf: 156561 bytes, checksum: cae3c44ce04812851c2e28e8b8ca2ca6 (MD5) Approved for entry into archive by PPGQ Qu??mica (ppgqsecretaria@gmail.com) on 2020-09-08T15:03:02Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Tese - Vers??o definitiva.pdf: 2730275 bytes, checksum: 2e2b3785e67803f57906495fa94fe545 (MD5) CartaEncaminhamentoDep??sito (1).pdf: 78030 bytes, checksum: 9b2ff1d46ef2a81417d5933c728e2759 (MD5) ATA - Tiago Neves Veras.pdf: 156561 bytes, checksum: cae3c44ce04812851c2e28e8b8ca2ca6 (MD5) Rejected by Divis??o de Documenta????o/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br), reason: No campo Orientadora, da ficha catalogr??fica, favor inserir o nome completo do docente, sem abrevia????es. J?? no campo Coorientador, selecionar a op????o Coorientadora. Corrigir a classifica????o de Cutter V476p para V476I (Influ??ncia ?? a primeira palavra relevante). on 2020-09-08T16:42:38Z (GMT) Submitted by Tiago Veras (tiago00veras@gmail.com) on 2020-09-08T18:14:00Z No. of bitstreams: 3 CartaEncaminhamentoDep??sito (1).pdf: 78030 bytes, checksum: 9b2ff1d46ef2a81417d5933c728e2759 (MD5) ATA - Tiago Neves Veras.pdf: 156561 bytes, checksum: cae3c44ce04812851c2e28e8b8ca2ca6 (MD5) Tese - Vers??o definitiva2.pdf: 2713412 bytes, checksum: 6ed8f93ca90a1c2815394f557a969a77 (MD5) Approved for entry into archive by PPGQ Qu??mica (ppgqsecretaria@gmail.com) on 2020-09-09T15:15:06Z (GMT) No. of bitstreams: 3 CartaEncaminhamentoDep??sito (1).pdf: 78030 bytes, checksum: 9b2ff1d46ef2a81417d5933c728e2759 (MD5) ATA - Tiago Neves Veras.pdf: 156561 bytes, checksum: cae3c44ce04812851c2e28e8b8ca2ca6 (MD5) Tese - Vers??o definitiva2.pdf: 2713412 bytes, checksum: 6ed8f93ca90a1c2815394f557a969a77 (MD5) Approved for entry into archive by Divis??o de Documenta????o/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2020-09-09T17:54:21Z (GMT) No. of bitstreams: 3 CartaEncaminhamentoDep??sito (1).pdf: 78030 bytes, checksum: 9b2ff1d46ef2a81417d5933c728e2759 (MD5) ATA - Tiago Neves Veras.pdf: 156561 bytes, checksum: cae3c44ce04812851c2e28e8b8ca2ca6 (MD5) Tese - Vers??o definitiva2.pdf: 2713412 bytes, checksum: 6ed8f93ca90a1c2815394f557a969a77 (MD5) Made available in DSpace on 2020-09-09T17:54:21Z (GMT). No. of bitstreams: 3 CartaEncaminhamentoDep??sito (1).pdf: 78030 bytes, checksum: 9b2ff1d46ef2a81417d5933c728e2759 (MD5) ATA - Tiago Neves Veras.pdf: 156561 bytes, checksum: cae3c44ce04812851c2e28e8b8ca2ca6 (MD5) Tese - Vers??o definitiva2.pdf: 2713412 bytes, checksum: 6ed8f93ca90a1c2815394f557a969a77 (MD5) Previous issue date: 2020-08-28 CAPES - Coordena????o de Aperfei??oamento de Pessoal de N??vel Superior Intrinsic Conductive Polymers (ICP) have been extremely studied due to the great possibilities of nanotechnological applications, and to the need to understand their properties so that these applications can be made feasible. The present research aims to synthesize poly(m-anisidine) (PMA) using different dopants to obtain the polymers PMA/HCl, PMA/HNO3 and PMA/H2SO4. X-Ray Diffraction (XRD), Structural Refinement using the Le Bail Method, Fourier-transforms Infrared Spectroscopy (FTIR), Spectroscopy in the Ultraviolet and Visible Regions (UV-vis), Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermal Analysis (TG / DTA) and Electrical Conductivity measurements were performed to characterize the synthesized polymers. Additionally, using the Density Functional Theory (DFT) it was possible to correlate theoretical results with experimental ones. The XRD analysis showed the semi-crystalline patterns of PMA for all dopants used. The XRD patters were used to estimate the percentage of crystallinity by the method of deconvolution of the diffraction peaks, which were found around (30 ?? 2) %. The FTIR technique allowed to verify stretches of the presence of the substituent in the meta position of the aromatic ring and of the doping counterions for each polymer. From the UV-VIS spectra, the energy gap values were estimated, as well as the main electronic transitions. The results of TG/DTA showed the greater thermal stability of the polymer PMA/H2SO4, indicating that the strong bonds caused by the sulfoxide groups of the dopant result in thermal degradation and heat release at temperatures higher than those observed for the other polymers. SEM images indicated that polymers tend to form spheres. The refinements by the Le Bail method allowed to evidence the influence of the counterions volumes in the polymeric structure: the direction [010] presented the highest value for PMA/H2SO4 due to the incorporation of the respective counterion in the molecular structure. Accordingly, the largest unit cell volume (1173.9 ?? 3) presented by the same polymer was verified. For the other polymers, the cell parameters were proportional to the counterion volumes (in the [010] direction) and also to the molecule size (in the [001] direction). The shape of the PMA/HNO3 crystallite indicated spherical crystal growth in the [001] x [010] directions, while the PMA/H2SO4 showed greater growth in the directions influenced by the presence of the counterions, [100] x [010]. The DFT analysis showed a greater reduction in the Fermi level for PMA/H2SO4, with an almost null gap, equivalent to PMA/HNO3 in the creation of new states below the Fermi level, as well as a greater contribution in the electronic density caused by oxygen atoms. PMA/H2SO4 showed the highest conductivity value (8.34 x 10-7 S.cm-1), justifying the lowest gap value. This work is expected to contribute to the provision of structural, morphological, thermal, electrical, and theoretical information about the poly(m-anisidine) polymer not yet available in the scientific literature. Os Pol??meros Condutores Intr??nsecos (PCI) v??m sendo extremamente estudados devido ??s grandes possibilidades de aplica????es nanotecnol??gicas e tamb??m ?? necessidade de entendimento de suas propriedades para que essas aplica????es possam ser viabilizadas. A presente pesquisa tem como objetivo sintetizar a poli(m-anisidina) (PMA) utilizando diferentes dopantes para a obten????o dos pol??meros PMA/HCl, PMA/HNO3 e PMA/H2SO4. Foram utilizadas as t??cnicas de Difra????o de Raios X (DRX), Refinamento Estrutural pelo M??todo de Le Bail, Espectroscopia na Regi??o do Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia na Regi??o do Ultravioleta Vis??vel (UV-vis), Microscopia Eletr??nica de Varredura (MEV), An??lise T??rmica (TG/DTA) e Medidas de Condutividade El??trica para caracterizar os pol??meros sintetizados. Adicionalmente, utilizando a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) foi poss??vel correlacionar resultados te??ricos com os experimentais. A an??lise de DRX mostrou os perfis semicristalinos das PMA para todos os dopantes utilizados. Os perfis de DRX foram utilizados para a estimativa dos percentuais de cristalinidade pelo m??todo de deconvolu????o dos picos de difra????o, encontrados em torno de (30??2) %. Com a t??cnica de FTIR foi poss??vel detectar estiramentos da presen??a do substituinte na posi????o meta do anel arom??tico e dos contra??ons dopantes para cada pol??mero. A partir dos espectros de UV-VIS, foram estimados os valores de energia de gap, bem como as principais transi????es eletr??nicas. Os resultados de TG/DTA permitiram evidenciar a maior estabilidade t??rmica do pol??mero PMA/H2SO4, indicando que as fortes liga????es ocasionadas pelos grupos sulf??xidos do dopante resultam em degrada????o t??rmica e libera????o de calor em temperaturas superiores ??s verificadas para os demais pol??meros. As imagens em MEV indicaram que os pol??meros tendem a formar esferas. Os refinamentos pelo M??todo de Le Bail permitiram evidenciar a influ??ncia do tamanho dos contra??ons dopantes na estrutura polim??rica: a dire????o [010] apresentou o maior valor para o PMA/H2SO4 devido ?? incorpora????o do respectivo contra??on na estrutura molecular. Em concord??ncia, foi verificado o maior volume de cela unit??ria (1173.9 ?? 3) apresentado pelo mesmo pol??mero. Para os demais, os par??metros de cela foram proporcionais aos tamanhos dos contra??ons (na dire????o [010]) e tamb??m ao tamanho da mol??cula (na dire????o [001]). O formato do cristalito da PMA/HNO3 indicou crescimento esf??rico do cristal nas dire????es [001] x [010], enquanto o PMA/H2SO4 apresentou maior crescimento nas dire????es influenciadas pela presen??a dos contra??ons, [100] x [010]. A an??lise em DFT mostrou maior redu????o no n??vel de Fermi para o PMA/H2SO4, com gap quase nulo, equivalente ao PMA/HNO3 na cria????o de novos estados abaixo do n??vel de Fermi, assim como maior contribui????o na densidade eletr??nica ocasionada pelos ??tomos de oxig??nio. O PMA/H2SO4 apresentou o maior valor de condutividade (8,34 x 10-7 S.cm-1), justificando o menor valor de gap. Espera-se com este trabalho contribuir com o fornecimento de informa????es estruturais, morfol??gicas, t??rmicas, el??tricas e te??ricas acerca do pol??mero poli(m-anisidina) ainda n??o existentes na literatura.
Databáze:	OpenAIRE
Externí odkaz:	https://explore.openaire.eu/search/publication?articleId=od______3056::954d3e7e5556933ef04d4634960f7840 https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7921 Zobrazit plný text záznamu