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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora: Ribeiro, Adriana Santos
Título: Síntese de Tiofenos Substituídos e Eletrodeposição de Filmes Poliméricos para Aplicação em Dispositivos Eletrocrômicos
Ano: 2003
Orientador: Prof. Dr. Marco-Aurelio De Paoli
Coorientador: Prof. Dr. Pedro Faria dos Santos Filho
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: Derivados de poli(tiofeno) substituídos, Eletrocromismo, Eletropolimerização, Dispositivos eletrocrômicos
Resumo: Este trabalho encontra-se dividido nas seguintes etapas: síntese de monômeros derivados de tiofeno, eletropolimerização e caracterização dos filmes poliméricos obtidos, e construção de dispositivos eletrocrômicos a partir de um destes polímeros. Os monômeros 3-[w-(p-metoxifenoxi)alquil]tiofeno, 3-(w-bromoalquil) tiofeno e 3-(w-hidroxialquil)tiofeno foram sintetizados a partir de uma rota original com rendimento entre 50 e 70%. Foram determinadas as melhores condições de eletropolimerização e foi investigada a influência do tamanho da cadeia alquílica ligada ao tiofeno e do substituinte no processo de deposição. Os filmes mais homogêneos e aderentes ao eletrodo opticamente transparente foram os de poli{3-[w-(p-metoxifenoxi)alquil]tiofeno} com cadeia alquílica de 10 e 12 carbonos, depositados pelo método potenciostático sobre ITO/vidro, usando (C4H9)4NBF4 ou LiClO4 em CH3CN como eletrólito. Foram realizados estudos relacionados ao crescimento do filme de poli{3-[12-(p-metoxifenoxi)dodecil]tiofeno}, poli(12-MFDDT), na superfície do eletrodo. Foi verificado que filmes finos, com carga de deposição, Qdep < 65 mCcm, são depositados de forma homogênea. A partir deste valor há uma alteração na morfologia do filme, que apresenta maior rugosidade e superfície irregular. Os filmes poliméricos obtidos foram caracterizados por voltametria cíclica, cronoamperometria, espectroscopia UV-vis e FTIR, microscopias eletrônica de varredura e de força atômica e espectroeletroquímica in situ. Os filmes de poli(12-MFDDT) depositados sobre.. ITO/vidro através do método potenciostático, com Qdep ~ 65 mCcm, usando LiClO4/CH3CN foram aqueles que forneceram maior estabilidade a ciclos redox (~1000 ciclos), contraste cromático de 40 % em l = 725 nm, eficiência coulômbica de 80 % e boa memória óptica no estado reduzido. O dispositivo eletrocrômico foi construído a partir do poli(12-MFDDT), e do poli(3,4-etileno dioxitiofeno) usando um eletrólito polimérico. O desempenho do dispositivo foi avaliado de acordo com os requisitos necessários à sua aplicação tecnológica. Os dispositivos estudados apresentaram contraste cromático entre 20 e 40 % e eficiência coulômbica de ~ 95 %, entretanto os mesmos apresentaram estabilidade de, no máximo, 500 ciclos de carga e descarga.
Abstract: The present work is divided in the following sections: synthesis of thiophene monomers derivatives, electropolymerization and characterization of the polymeric films obtained, and construction of electrochromic devices using one of these polymers. The monomers 3-[w-(p-methoxyphenoxy)alkyl]thiophene, 3-(w-bromoalkyl)thiophene and 3-(w-hydroxyalkyil)thiophene were sinthesized from an original route with yield between 50 and 70%. The best electropolymerization conditions were determined and the influence of the alkyl chain lennght and substituent in the deposition process was investigated. Poly{3-[w-(p-methoxyphenoxy)alkyl]thiophene} with alkyl chain bearing 10 and 12 carbons, deposited on ITO/glass by potentiostatic method using (C4H9)4NBF4 or LiClO4 in CH3CN as electrolyte were the most adherent and homogeneous films. Studies related to poly{3-[12-(p-methoxyphenoxy)dodecyl]thiophene}, poly(12-MFDDT), film growth on the electrode surface were realized. It was verified that films obtained with a deposition charge, Qdep < 65 mCcm are homogeneous, above this Qdep value, the film surface morphology presents more rugosity and irregularities. The polymeric films obtained were characterized by cyclic voltammetry, chronoamperometry, UV-vis and FTIR spectroscopies, scanning electron and atomic force microscopies and in situ spectroeletrochemistry. Poly(12-MFDDT) films deposited on ITO/glass by potentiostatic method, with Qdep ~ 65 mCcm, using LiClO4/CH3CN presented more stability to redox cycles (~ 1000 cycles), chromatic contrast of 40 % at l = 725 nm, coulombic efficiency of 80 % and good optic memory in the reduced state. The electrochromic device was assembled using poly(12-MFDDT) and poly(3,4-ethylenedioxythiophene), PEDT, as electrochromic electrodes and a polymeric electrolyte. The device performance was estimated according to the requirements necessary to its technological application. The studied devices presented chromatic contrast between 20 and 40 % and coulombic efficiency ~ 95 %, however this films showed stability to only 500 charge/discharge cycles.
Arquivo (Texto Completo): vtls000299335.pdf ( tamanho: 4,39 MB )

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