Polímeros de coordenação homo/heterometálicos baseados em Pb2+ e Eu3+: estrutura e propriedades fotofísicas

Abstract

A luminescência de sólidos é uma área da ciência amplamente investigada no meio científico. Isso porque, os materiais que exibem essa propriedade possuem uma gama de aplicações que contempla desde o desenvolvimento de dispositivos ótico-eletrônicos até o uso em biotecnologia. Nesse sentido, a proposta do presente estudo foi investigar o comportamento morfológico, estrutural e fotofísico dos polímeros de coordenação (PC) [Pb(BDC)]n e Eu2(BDC)3(H2O)4, bem como de uma nova série de PC heterometálicos (HPCS) do tipo Pb1xEux – BDC (x = 0,05, 0,10, 0,25 e 0,50) BDC = 1,4-benzenodicarboxílico. O PC [Pb(BDC)]n apresentou fosforescência à temperatura ambiente. Os polímeros de coordenação heterometálicos desenvolvidos neste trabalho exibiram mudança de estrutura cristalina frente à inserção de íons európio. Para x <0,25 os íons Eu3+substituem os Pb2+ na estrutura, assim os HCPs Pb0,95Eu0,05 – BDC e Pb0,90Eu0,10 – BDC são isoestruturais a rede cristalina [Pb(BDC)]n. Por outro lado, o HPC Pb0,50Eu0,50 – BDC é isoestrutural ao PC Eu2(BDC)3(H2O)4. Em particular, o composto Pb0,75Eu0,25 – BDC apresentou tanto a fase do PC [Pb(BDC)]n quanto do Eu2(BDC)3(H2O)4). Essas fases no HCP Pb0,75Eu0,25 – BDC foram identificadas através de espectroscopia resolvida no tempo e por excitação seletiva utilizando uma metodologia diferenciada. De modo geral, todos os materiais sintetizados apresentaram rendimento quântico significativo, sendo que o HCP Pb0,75Eu0,25 – BDC exibiu o maior valor, 69 ± 7% (λ = 315 nm). Um estudo do efeito da temperatura foi realizado para o composto Eu2(BDC)3(H2O)4, e os dados mostraram que a sensibilidade térmica pode ser acompanhada no espectro de emissão através do deslocamento da transição 5D0→7F0, assim como pela mudança no perfil espectral da transição 5D0→7F2. Esses resultados sugerem que o PC Eu2(BDC)3(H2O)4 é um material promissor para aplicações em sensores de temperatura.