Ancoramento de complexos metálicos em matriz de sílica para estudo na eficiência de geração de oxigênio singleto

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Oliveira, Andrelane Ribeiro
Orientador(a): Lopes, Luiz Gonzaga de França
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74661
Resumo: Silica matrices possess interesting properties that render them excellent supports for other molecules. The literature reports the immobilization of complex ruthenium ions to synthesize various materials and applications. Immobilizing photosensitizers onto specific solid carriers, used for catalytic generation of reactive oxygen species, facilitates the degradation of organic compounds in water treatment. This approach enables heterogeneous reactions and allows for the recyclability of the catalytic system. Consequently, the aim of this study was to synthesize silica spheres modified with the complex ruthenium ions Ru(bpy)2(mbpy-ant)2 and [Ru(bpy)(mbpy-ant)Cl2], where bpy stands for 2,2'-bipyridine, and mbpy-ant stands for 4'-methyl-N-(anthracen-2-yl)-[2,2'-bipyridine]-4-carboxamide. These modifications aimed to enhance singlet oxygen production for remediating water residues from dye degradation. The silica materials were characterized through vibrational spectroscopy in the infrared region, diffuse reflectance spectroscopy in the UV-Vis region, and Zeta potential measurements. The complexes' characterization included electronic spectroscopy in the ultraviolet and visible regions, revealing MLCT bands at 458 nm for Ru(bpy)2(mbpy-ant)2 and 581 nm for [Ru(bpy)(mbpy-ant)Cl2]. Additional characterizations involved vibrational spectroscopy in the infrared region, cyclic voltammetry, and 1H NMR, establishing redox potentials of RuIII/II as E1/2 = +1.34 V and E1/2 = +0.455 V vs Ag/AgCl. The singlet oxygen detection assay, using DPBF, exhibited an outstanding quantum yield of 0.99 for the complex Ru(bpy)2(mbpy-ant)2. Furthermore, qualitative evidence indicated that the anchored complexes on the silica matrices generated singlet oxygen. The utilization of these photosensitizing systems for organic pollutant degradation through singlet oxygen attack mechanisms will be explored in future studies.
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Consequently, the aim of this study was to synthesize silica spheres modified with the complex ruthenium ions Ru(bpy)2(mbpy-ant)2 and [Ru(bpy)(mbpy-ant)Cl2], where bpy stands for 2,2'-bipyridine, and mbpy-ant stands for 4'-methyl-N-(anthracen-2-yl)-[2,2'-bipyridine]-4-carboxamide. These modifications aimed to enhance singlet oxygen production for remediating water residues from dye degradation. The silica materials were characterized through vibrational spectroscopy in the infrared region, diffuse reflectance spectroscopy in the UV-Vis region, and Zeta potential measurements. The complexes' characterization included electronic spectroscopy in the ultraviolet and visible regions, revealing MLCT bands at 458 nm for Ru(bpy)2(mbpy-ant)2 and 581 nm for [Ru(bpy)(mbpy-ant)Cl2]. Additional characterizations involved vibrational spectroscopy in the infrared region, cyclic voltammetry, and 1H NMR, establishing redox potentials of RuIII/II as E1/2 = +1.34 V and E1/2 = +0.455 V vs Ag/AgCl. The singlet oxygen detection assay, using DPBF, exhibited an outstanding quantum yield of 0.99 for the complex Ru(bpy)2(mbpy-ant)2. Furthermore, qualitative evidence indicated that the anchored complexes on the silica matrices generated singlet oxygen. The utilization of these photosensitizing systems for organic pollutant degradation through singlet oxygen attack mechanisms will be explored in future studies.As matrizes de sílica possuem algumas propriedades interessantes que as tornam bons suportes para outras moléculas. A literatura tem reportado a imobilização de íons complexos de rutênio para a síntese de diferentes materiais e aplicações. A imobilização de fotossensibilizadores em transportadores sólidos específicos utilizados, por exemplo, na geração catalítica de espécies reativas de oxigênio, visando a degradação de compostos orgânicos no tratamento da água, é uma forma de possibilitar que tais reações aconteçam de forma heterogênea possibilitando a reutilização do sistema catalítico. Assim, este trabalho teve como objetivo a síntese de esferas de sílica modificadas com íons complexos de rutênio [Ru(bpy)2(mbpy-ant)](PF6)2 e [Ru(bpy)(mbpy-ant)Cl2] sendo a bpy=2,2’bipiridina e mbpy-ant =4’-metil-N-(antracen-2-il)-[2,2’bipiridina]-4-carboxamida, visando a produção de oxigênio singleto para a remediação de água residual a partir da degradação de corantes. A caracterizações dos materiais de sílica foram realizadas por espectroscopia vibracional na região do infravermelho, espectroscopia de reflectância difusa na região do UV-Vis, e potencial Zeta. Os complexos foram caracterizados por espectroscopia eletrônica na região do ultravioleta e visível apresentando as bandas MLCT em 458 nm para [Ru(bpy)2(mbpy-ant)](PF6)2 e 581 nm para [Ru(bpy)(mbpy-ant)Cl2], espectroscopia vibracional na região do infravermelho, voltametria cíclica e RMN de 1H com os potenciais redox RuIII/II igual a E1/2 =+1,34 V e E1/2 = +0,455 V vs Ag/AgCl. O ensaio de detecção de oxigênio singleto, empregando-se DPBF, exibiu um ótimo rendimento quântico de 0,99 para o complexo [Ru(bpy)2(mbpy-ant)](PF6)2, enquanto para as matrizes de sílica foi evidenciado qualitativamente que os complexos ancorados geraram oxigênio singleto. A utilização desses sistemas fotossensibilizantes para degradação de poluentes orgânicos através do mecanismo de ataque do oxigênio singleto serão objetos de estudos futuros.Complexos polipiridínicosOxigênio singletoMatriz de sílicaPolypyridine ComplexesSinglet OxygenSilica MatrixCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAComplexos PolipiridínicosOxigênio SingletoMatriz de SílicaAncoramento de complexos metálicos em matriz de sílica para estudo na eficiência de geração de oxigênio singletoAnchoring of metallic complexes in a silica matrix to study the efficiency of singlet oxygen generationinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFChttp://lattes.cnpq.br/5652977026739899https://orcid.org/0000-0002-3641-1835http://lattes.cnpq.br/6256387668512649https://orcid.org/0000-0002-4782-6905http://lattes.cnpq.br/87686019435113132023-10-16ORIGINAL2023_dis_aroliveira.pdf2023_dis_aroliveira.pdfapplication/pdf1577175http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/74661/5/2023_dis_aroliveira.pdf3bcb57c6dbad31149d8212fc6b14e1c9MD55LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/74661/4/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD54riufc/746612023-10-16 12:18:04.646oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2023-10-16T15:18:04Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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