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http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/17639| Tipo: | Tese |
| Título: | Síntese e caracterização de novos polímeros z-conjugados baseados em derivados de poli(2,5-di(2-tienil)pirrol) (PSNS) e polipirrol (PPY) com propriedades eletrocrômicas |
| Título(s) alternativo(s): | Synthesis and characterization of new -conjugated polymers based on poly(2,5-di(2-thienyl)pyrrole) (PSNS) and polypirrole (PPy) derivatives with electrochromic properties |
| Autor(es): | Silva, Luis Paulo Alves da |
| Primeiro Orientador: | Lima, Dimas José da Paz |
| metadata.dc.contributor.advisor-co1: | Ribeiro, Adriana Santos |
| metadata.dc.contributor.referee1: | Galdino, Fabiane Caxico de Abreu |
| metadata.dc.contributor.referee2: | Bernardo, Vanderson Barbosa |
| metadata.dc.contributor.referee3: | Nogueira, Fred Augusto Ribeiro |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Silva, Júlio Cosme Santos da |
| Resumo: | Os polímeros conjugados eletrocrômicos podem apresentar alto potencial para aplicação como camada opticamente ativa em dispositivos optoeletrônicos, por apresentarem alto contraste óptico, baixo tempo de resposta, maior processabilidade e eletrocromismo. Essas propriedades podem ser manipuladas por meio de modificações nas estruturas de seus monômeros/polímeros, o que pode ser realizado com a inserção de diferentes substituintes com grupos eletrodoadores e/ou eletrorretiradores. Dentre as metodologias na literatura para modificação desses monômeros, destacamos, em particular, a síntese dos derivados de pirrol (Py) e 2,5-di(2- tienil)pirrol (SNS), devido às boas propriedades ópticas de seus polímeros conjugados. Neste trabalho três novos monômeros derivados de Pirrol e SNS foram sintetizados com altos rendimentos: 2-(2,5-di(tiofen-2-il)-1H-pirrol-1-il)ethyl)-2-oxo-2H-cromeno-3-carboxamida (SNS-CM), 7-(3-(1H-pirrol-1-il)propoxi)-3H-fenoxazin-3-ona (PY-RES) e (E)-3-(4-(1Hpirrol-1-il)fenil)-1-(4-(dimetilamino)fenil)prop-2-en-1-ona (PY-CHA). Por meio da polimerização eletroquímica utilizando voltametria cíclica, foram obtidos os filmes de PSNSCM e PPY-RES. Os monômeros foram submetidos à copolimerização eletroquímica na presença de EDOT na qual foram obtidos os copolímeros PSNS-CM-EDOT-co-EDOT, PPYRES-co-EDOT e PPY-CHA-co-EDOT. Enquanto o filme PSNS-CM mostrou mudança reversível de cor amarelo no estado reduzido para azul-cinza no estado oxidado, o seu copolímero na proporção 1:5 (SNS:EDOT) apresentou maior variação de cor (púrpura, vermelho, laranja, amarelo, verde e azul). O copolímero PPY-RES-co-EDOT apresentou coloração amarelo mostarda no estado reduzido e laranja em estados mais oxidados. Apesar do filme PPY-CHA não ter sido formado na superfície do ITO, o seu copolímero foi obtido e apresentou mudança reversível de cor entre seus estados reduzidos e oxidados (púrpura, vermelho, laranja, amarelo, verde e azul). As mudanças de cores de todos os filmes foram também representadas pelas coordenadas de cores CIE 1931. Os filmes poliméricos apresentaram variação de transmitância na faixa de 6,37% (420 nm) a 46,01% (938 nm); eficiência coulômbica entre 27% e 98,70%; eficiência eletrocrômica entre 61,27 cm2 C -1 e 164,8 cm2 C -1 . Os filmes foram submetidos a análises de ciclos redox, na qual os copolímeros apresentaram melhor estabilidade após 500º ciclos. Comparando esses valores com os dados de seus homopolímeros (PSNS-CM, PPY-RES e PPY-CHA), os copolímeros apresentaram melhores propriedades eletrocrômicas (variação de transmitância, eficiência coulômbica e eficiência eletrocrômica). Deste modo, utilizou-se o copolímero PSNS-CM-co-EDOT na proporção 1:5 para montagem de dois dispositivos eletrocrômicos: o primeiro (DEC1) usando o copolímero como eletrodo eletrocrômico e o PEDOT como eletrodo secundário, e o segundo (DEC2) usando o copolímero como eletrodo eletrocrômico e o ITO livre de filme depositado. O DEC1 apresentou mudança reversível de cor entre verde e azul enquanto o DEC2 entre púrpura, amarelo e verde. Com isso, os resultados sugerem que os filmes eletrocrômicos obtidos nesse trabalho são promissores para aplicação como camada ativa em dispositivos optoeletrônicos como janelas inteligentes. |
| Abstract: | Electrochromic conjugated polymers may have high potential for application as optically active layers in optoelectronic devices due to their high optical contrast, low response time, greater processability and electrochromism. These properties can be manipulated through modifications in the structure of their monomers/polymers, which can be achieved by inserting different substituents with electron donating group (EDG) and/or electro-withdrawing groups. Among the methodologies described in the literature for modifying these monomers, it’s highlighted, in particular, the synthesis of pyrrole (Py) and 2,5-di(2-thienyl)pyrrole (SNS) derivatives due to the good optical properties of their conjugated polymers. In this work, three new monomers derived from pyrrole and SNS were synthesized in high yields: 2-(2,5- di(thiophen-2-yl)-1H-pyrrol-1-yl)ethyl)-2-oxo-2H-chromene-3-carboxamide (SNS-CM), 7-(3- (1H-pyrrol-1-yl)propoxy)-3H-phenoxazin-3-one (PY-RES) and (E)-3-(4-(1H-pyrrol-1- yl)phenyl)-1-(4-(dimethylamino)phenyl)prop-2-en-1-one (PY-CHA). The PSNS-CM and PPY-RES films were obtained through electrochemical polymerization using cyclic voltammetry. The monomers were subjected to electrochemical copolymerization in the presence of EDOT, in which the copolymers PSNS-CM-EDOT-co-EDOT, PPY-RES-coEDOT and PPY-CHA-co-EDOT were obtained. While the PSNS-CM film showed a reversible color change from yellow in the reduced state to blue-gray in the oxidized state, its copolymer in the 1:5 ratio (SNS:EDOT) showed a wider color variation (purple, red, orange, yellow, green and blue). The PPY-RES-co-EDOT copolymer showed a mustard yellow coloration in the reduced state and orange in more oxidized states. Although the PPY-CHA film was not formed on the ITO surface, its copolymer was obtained, and showed a reversible color change between its reduced and oxidized states (purple, red, orange, yellow, green and blue). The color changes of all films were also represented by CIE 1931 color coordinates. The polymeric films demonstrated transmittance variation ranging from 6.37% (420 nm) to 46.01% (938 nm), coulombic efficiency between 27% and 98.70%, and electrochromic efficiency between 61.27 cm2 C -1 and 164.8 cm2 C -1 . The films were subjected to redox cycle analyses, in which the copolymers presented better stability after 500º cycles. Comparing these values with the data of their homopolymers (PSNS-CM, PPY-RES and PPY-CHA), the copolymers presented better electrochromic properties (transmittance variation, coulombic efficiency and electrochromic efficiency). Thus, the PSNS-CM-co-EDOT copolymer in a 1:5 ratio was used to assemble two electrochromic devices: in the first (DEC1), the copolymer was utilized as the electrochromic electrode and PEDOT as the secondary electrode; in the second (DEC2), it was employed the copolymer as the electrochromic electrode and a ITO free of deposited film. DEC1 showed a reversible color change between green and blue, while DEC2, between purple, yellow and green. Thus, the results suggest that the electrochromic films obtained in this work are promising for application as an active layer in optoelectronic devices such as smart windows. |
| Palavras-chave: | Monômero Polimerização eletroquímica Dispositivos eletrocrômicos Copolímero Monomer Electrochemical polymerization Electrochromic devices copolymer |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal de Alagoas |
| Sigla da Instituição: | UFAL |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia |
| Citação: | SILVA, Luis Paulo Alves da. Síntese e caracterização de novos polímeros z-conjugados baseados em derivados de poli(2,5-di(2-tienil)pirrol) (PSNS) e polipirrol (PPY) com propriedades eletrocrômicas. 2026. 160 f. Tese (Doutorado em Química e Biotecnologia) – Programa de Pós-graduação em Química e Biotecnologia, Instituto de Química e Biotecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2024. |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/17639 |
| Data do documento: | 16-out-2024 |
| Aparece nas coleções: | Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IQB |
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| Síntese e caracterização de novos polímeros z-conjugados baseados em derivados de poli(2,5-di(2-tienil)pirrol) (PSNS) e polipirrol (PPY) com propriedades eletrocrômicas.pdf | Síntese e caracterização de novos polímeros z-conjugados baseados em derivados de poli(2,5-di(2-tienil)pirrol) (PSNS) e polipirrol (PPY) com propriedades eletrocrômicas | 6.21 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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