Síntese, caracterização e propriedades de híbridos orgânico/inorgânicos formados entre a polianilina e nanopartículas de diferentes óxidos de titânio obtidos pelo Método Sol-Gel

Abstract

Resumo: Esta dissertação objetivou o desenvolvimento de rotas sintéticas para híbridos formados entre nanopartículas de Ti02 e a polianilina e entre nanopartículas de óxido misto de titânio e estanho (Ti,Sn)02 e a polianilina. Ambos os óxidos foram obtidos através do processo sol-gel, utilizando-se isopropóxido de titânio e tetracloreto de estanho como precursores. O processo sol-gel é uma rota de obtenção de óxidos inorgânicos a partir de reações de hidrólise e policondensasão de precursores moleculares. Híbridos diferentes foram produzidos através de modificações no processo sol-gel que conduz à síntese dos óxidos. Basicamente, foram realizadas sínteses através dos seguintes procedimentos: i) mistura da anilina com o(s) precursor(es) moleculares, anteriormente à realização da hidrólise; ii) adição da anilina ao meio reacional após a formação da mistura coloidal contendo o óxido; iii) para ambas as situações anteriores, adição de duas diferentes quantidades de anilina. A polimerização de todas as amostras deu-se através da reação dos óxidos contendo a anilina com uma solução ácida de persulfato de amónio, que atua como agente oxidante da anilina, levando à formação da polianilina. Tal polimerização foi conduzida, em todas as rotas sintéticas, de duas diferentes maneiras: i) através da adição da solução oxidante diretamente ao meio reacional onde o óxido (contendo a anilina) foi sintetizada, e ii) diretamente no sólido do tipo óxido/anilina que foi previamente isolado do meio reacional. Todas as amostras foram caracterizadas através das seguintes técnicas: espectroscopia IV-TF, espectroscopia Raman, espectroscopia UV-Vis-NIR em modo de reflectância difusa, difratometria de raios-X, análise termogravimétrica, calorimetria diferencial exploratória, voltametria cíclica, e medidas de condutividade elétrica. Algumas amostras também foram caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão. Através deste conjunto de técnicas, foi possível chegar às seguintes conclusões: i) toda a amostra nas quais a polimerização foi realizada diretamente no meio reacional produziram híbridos com a polianilina em sua forma condutora, o sal esmeraldina. Tal fato não ocorreu quando a polimerização foi realizada a partir das amostras óxido/anilina isoladas do meio reacional; ii) a presença da anilina/polianilina não altera a estrutura do óxido; iii) não há diferença significativa entre as amostras obtidas através da adição da anilina nas etapas pré ou pós hidrólise; iv) a anilina tem maior afinidade pelo (Ti,Sn)02 que pelo TÍO2; v) a quantidade inicial de anilina tem influência significativa na característica da polianilina formada, e conseqüentemente na do híbrido. Amostras com menores quantidades de anilina produzem híbridos com o óxido misto com estrutura tipo core-shell\ vi) todos os híbridos obtidos através da polimerização diretamente no meio reacional apresentam eletroatividade e eletrocromismo; vii) a condutividade das amostras depende da quantidade de polímero presente. Os resultados obtidos neste trabalho confirmam a viabilidade de obtenção dos híbridos de acordo com a sistemática proposta.