Polimorfos de Ca-BDC dopados com Eu3+: síntese, caracterização e aplicação como sensores fotoluminescentes

Abstract

Nas últimas décadas os polímeros de coordenação contendo lantanídeos (PCs- Ln) tem atraído a atenção da comunidade cientifica devido principalmente a gama de

aplicações que oferecem desde detecção química até imagens biomédicas. Diante disso, a proposta do presente trabalho foi sintetizar polímeros de coordenação a base de cálcio dopados com európio (Eu3+) por métodos hidro(solvo)térmico e sonoquimico e a aplicação como sensor luminescente de Cr (VI) e Cr (III). A escolha do íon cálcio foi devido ao baixo custo e não toxicidade que possui, a diferença dos lantanídeos. A influência da base orgânica, rota sintética e temperatura sobre estrutura e propriedades do PCs foram estudados. As amostras sintetizadas foram caracterizadas por difração de raios-X (DRX), espectroscopia de infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), termogravimétria (TGA/DTA), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de fotoluminescência. Os espectros de emissão confirmaram a presença dos íons Eu3+ em todas as amostras sintetizadas, sendo observadas as bandas características das transições 5D0 → 7FJ (J = 1, 2, 3, 4). As amostras obtidas por método hidro(solvo)térmico apresentaram uma mistura de fases com diferentes percentagens: TEA (86.7% e 13.3%), DBU (69.3% e 30.7%), benzimidazol (61.4% e 38.6%) para as fases monoclínica e triclínica respectivamente. Ao contrário as amostras preparadas por rota sonoquímica apresentaram uma fase cristalina pura. Foi testada a sensibilidade do polímero de coordenação [Ca(BDC)(H2O)3]n : 1%Eu em meio aquoso na detecção de diferentes concentrações de Cr (VI) e Cr (III). Foi observado que as bandas referentes às transições do Eu3+ decrescem quando as concentrações do Cr (VI) e Cr (III) aumentam, devido ao efeito de filtro interno (EFI). Observou-se um comportamento linear nos gráficos de Stern-Volmer na região entre 0 – 2 mM para ambos os sistemas, o que sugere que este polímero de coordenação é sensível a estes íons em baixas concentrações. Além disso, os espectros de excitação revelaram a existência de duas bandas de baixa e alta energia. A banda de baixa energia foi suprimida inteiramente quando apenas uma pequena concentração de Cr(VI) foi adicionada, o que pode ser usado para a identificação desta espécie de cromo.