Dissertação
Síntese e caracterização de polímeros de coordenação modificados com nanopartículas metálicas
Autor
Silva, Hudson Batista da
Institución
Resumen
Coordination polymers are compounds formed by one or more polycationic ligands
(connectors) coordinated to metal cations (nodes) forming one-, two- or three-dimensional
coordination entities. In this context, metallorganic networks, better known as MOFs, are a
special class of coordination polymers because they present a structure with well-defined
porous dimensions. Metalorganic networks present interesting properties such as high
crystallinity, high porosity and good thermal stability. One of the areas that has grown the most
in recent years is the use of metallic nanoparticles to modify coordination polymers, in
particular, metallic nanostructures such as gold, silver and copper that stand out due to their
plasmonic properties. This type of modification can promote changes in the properties of the
compounds, such as optical properties, for example. In particular, the intensification of Raman
bands due to the surface-enhanced Raman scattering effect. In the present work the coordination
polymers HKUST-1 (short for Hong Kong University of Science and Technology) and JR-172
were modified with two different types of gold nanoparticles synthesized with sodium
borohydride and synthesized with sodium citrate. In the first case sodium borohydride results
in tetrahydroxyborate as the stabilizer of AuNPs and in the other case sodium citrate which also
the surface protector resulted in the formation of citrate ions on the surface of the nanoparticles.
The modifications were carried out during the synthesis of the coordination polymers (in situ
modification) and after the preparation (post-synthesis modification). Different characterization
techniques were used to observe the changes in the properties of the coordination polymers,
and changes in the properties of these materials were observed after modification with gold
nanoparticles. Polímeros de coordenação são compostos formados por um ou mais ligantes polidentados
(conectores) coordenados a cátions metálicos (nós) formando entidades de coordenação uni, bi
ou tridimensionais. Neste contexto, as redes metalorgânicas, mais conhecidas como MOFs, são
uma classe especial de polímeros de coordenação pois apresentam uma estrutura com
dimensões porosas bem definidas. As redes metalorgânicas apresentam propriedades
interessantes como alta cristalinidade, alta porosidade e boa estabilidade térmica. Uma das áreas
que mais tem crescido nos últimos anos é a utilização de nanopartículas metálicas para
modificação de polímeros de coordenação, em especial, nanoestruturas metálicas como ouro,
prata e cobre que se destacam devido as suas propriedades plasmônicas. Esse tipo de
modificação pode promover mudanças nas propriedades dos compostos, como as propriedades
ópticas, por exemplo. Em especial, a intensificação de bandas Raman devido ao efeito de
espalhamento Raman intensificado por superfície. No presente trabalho os polímeros de
coordenação HKUST-1 (abreviação de Hong Kong University of Science and Technology) e
JR-172 foram modificados com dois diferentes tipos de nanopartículas de ouro sintetizadas com
borohidreto de sódio e sintetizadas com citrato de sódio. No primeiro caso o borohidreto de
sódio resulta em tetrahidroxiborato como estabilizante das AuNPs e, no outro caso, o citrato de
sódio que também o protetor superficial resultou na formação de íons citrato na superfície das
nanopartículas. As modificações foram realizadas durante a síntese dos polímeros de
coordenação (modificação in situ) e após o preparo (modificação pós-síntese). Foram utilizadas
diferentes técnicas de caracterização para observar as mudanças nas propriedades dos polímeros
de coordenação e foram observadas mudanças nas propriedades desses materiais após a
modificação com nanopartículas de ouro. CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais