N-metilisatina: molécula orgánica pequeña con propiedades de semiconductor tipo n

Las energías de las orbitales moleculares HOMO y LUMO de los compuestos orgánicos son parámetros básicos para el diseño y fabricación de dispositivos electrónicos orgánicos (DEO). Este trabajo presenta los resultados obtenidos para la N-metilisatina (3). Se propone un nuevo procedimiento electroquímico de síntesis para 3 (rendimiento molar 100%, eficiencia de corriente 81,3%) La energía del band gap óptico se calculó por espectrofotometría UV-Vis. La energía del LUMO se estimó por voltamperometría cíclica. La energía del nivel electrónico LUMO estimada es -3,54 eV y el valor del band gap óptico es 2,06 eV. Estos valores energéticos sugieren que el compuesto 3 reúne características típicas de un semiconductor orgánico tipo n importantes para el diseño de un material para DsEsOs.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

Comportamiento electroquímico de colorantes antraquinónicos, azul de metileno, y compuestos afines en solución de solventes no-acuosos

El trabajo realizado en esta Tesis doctoral pretende contribuir a la electroquímica orgánica, particularmente, en el campo del comportamiento electroquímico de colorantes en solución de solventes no acuosos. Se estudia por voltamperometría cíclica (VC) el comportamiento de los colorantes azul de metileno, alizarina, purpurina, ácido carmínico, quinalizarina y rojo de alizarina S, y además un precursor para la síntesis de colorantes indigoides, la isatina. El comportamiento electroquímico de los colorantes y la isatina se lleva a cabo en diferentes medios electrolíticos (solvente orgánico/electrolito soporte) en presencia/ausencia de agregados de ácido o base anhidros. Para detectar y caracterizar las especies radicalarias se emplea la espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica (EPR), y para obtener los productos de las reacciones redox a escala preparativa para proceder a la identificación o caracterización de los mismos por técnicas clásicas del análisis orgánico (CCF, CG-MS, FT-IR, 1H- y 13C-RMN, UV-Vis y difracción de rayos X), se realizan electrólisis a potencial controlado (EPC) en condiciones específicas y seleccionadas de acuerdo a los resultados obtenidos en los estudios analíticos por VC. Se proponen esquemas de reacción generales para explicar los resultados obtenidos en las condiciones investigadas. El derivado N-metilisatina se presenta como material orgánico con una posible aplicación en la fabricación de dispositivos electrónicos orgánicos.Facultad de Ciencias Exacta

ESTUDIO DE LA ELECTRODEPOSICIÓN DE ESTAÑO SOBRE POLIPIRROL PARA EL DESARROLLO DE ÁNODOS PARA BATERÍAS IÓN-LITIO

El objetivo general de la investigación se centra en el estudio de los procesos electroquímicos relacionados con la generación de electrodos modificados con depósitos de estaño sobre polipirrol (Ppy), con el propósito de avanzar en el desarrollo de nuevos ánodos para baterías de ión litio. Como objetivo específico se plantea estudiar las condiciones para la obtención de depósitos micro y nanoestructurados sobre diferentes sustratos, incluyendo aspectos tales como mecanismos de nucleación y modos de crecimiento de las nuevas fases, la morfología de los depósitos obtenidos y la respuesta electroquímica de los nuevos electrodos como ánodos en baterías de ion litio. Uno de los problemas fundamentales involucrados en el desarrollo de baterías de ión litio está relacionado con el mejoramiento de las propiedades de los ánodos para evitar que constituyan el elemento limitante en la performance de la batería en lo que respecta a capacidad y ciclabilidad. Los materiales anódicos empleados en la actualidad parten, del carbono, el cual posee una capacidad específica baja, entre otros aspectos a mejorar. Una posibilidad de duplicar la capacidad de los ánodos de las baterías es el empleo de estaño como tal o en forma de óxido o compuestos intermetálicos. Más aún, debido a su carencia de toxicidad el estaño resulta además muy atractivo desde un punto de vista medioambiental. Entre las cuestiones a resolver con los electrodos de estaño esta la gran variación de su volumen vinculado a la intercalación-desintercalación de los iones litio durante el funcionamiento de la batería, lo cual conduce a una progresiva destrucción de la estructura del electrodo y una disminución notable de su capacidad. Por consiguiente, resulta de suma importancia establecer las condiciones para la formación de un depósito de estaño con una gran área de interacción y estabilidad mecánica. En este sentido, obtener depósitos ramificados y nanoestructurados de estaño y algunas de sus aleaciones abre notables posibilidades para el desarrollo de ánodos para baterías de ion litio, particularmente empleando como soporte matrices de alta tridimensionalidad que permitan un incremento de la relación área/volumen y faciliten el transporte de materia hacia los centros activos para la intercalación de litio.  En este sentido, se estudió la electrodeposición de estaño sobre electrodos de cobre modificados con una película de Ppy, en solución sulfúrica de sulfato de estaño a temperatura ambiente,  empleando técnicas electroquímicas.  El voltamperograma cíclico de estaño en la película de Ppy (Figura 1) muestra un pico catódico ancho aproximadamente a -0.53 V frente a SCE y un pico anódico a -0.44 V. La reducción de Sn (II) está aparentemente controlada por difusión. Las imágenes SEM de los estudios cronoamperométricos muestran la formación de estructuras nanómetricas en las primeras etapas del proceso de deposición (-0.51 V), y para potenciales más catódicos (-0.55V) las partes externas de las estructuras metálicas comienzan desde un punto muy delgado y crecen para obtener una forma dendrítica (Figura 1)

Electrochemical behaviour of anthraquinone dyes in non aqueous solvent solution: part I. medium effect on the electrochemical behaviour

The conditions under which alizarin, purpurin, carminc acid, quinalizarin and alizarin red S in the solution ofseveral organic solvents can be electrochemically transformed are analysed. The electrochemical activity ofthese molecules with quinone and phenolic moieties is relatively easy detected by cyclic voltammetry. Numerouselectro-reduction/oxidation processes without and with added acid or base are observed. The number,the current intensity and the peak potential of the charge transfer processes are rationalized on the basis of thehomogeneous dissociation equilibriums of the phenolic-OH groups. These equilibria are significantly alteredby the medium. A supporting electrolyte unexpected and important effect on the electrochemical behaviour isobserved. Alkaline cation of the supporting electrolyte promotes the changes in the electrochemical behaviourby coordinating with opposite charge species. A confusion published in the literature that the electro-reductionof the hydroxyquinones proceeds only through the formation of a radical-anion and a dianion is revealed.Solvent effect is explained by the stabilization of charge species, which is related to some solvent properties(Gutmann acceptor/donor number and dielectric constant). Solvents with strong acceptor properties favour thedissociation of the phenolic-OH groups. The dissociation equilibriums of phenolic-OH groups in each solventare confirmed by UV-vis spectra of each dye in solution. Alizarin in DMA solvent with added base shows aparticular electrochemical behaviour.For alizarin/DMF system a reaction mechanism is proposed, and alternative mechanisms are suggested forother dyes.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

Electrochemical behaviour of anthraquinone dyes in non aqueous solvent solution: part I. medium effect on the electrochemical behaviour

The conditions under which alizarin, purpurin, carminc acid, quinalizarin and alizarin red S in the solution ofseveral organic solvents can be electrochemically transformed are analysed. The electrochemical activity ofthese molecules with quinone and phenolic moieties is relatively easy detected by cyclic voltammetry. Numerouselectro-reduction/oxidation processes without and with added acid or base are observed. The number,the current intensity and the peak potential of the charge transfer processes are rationalized on the basis of thehomogeneous dissociation equilibriums of the phenolic-OH groups. These equilibria are significantly alteredby the medium. A supporting electrolyte unexpected and important effect on the electrochemical behaviour isobserved. Alkaline cation of the supporting electrolyte promotes the changes in the electrochemical behaviourby coordinating with opposite charge species. A confusion published in the literature that the electro-reductionof the hydroxyquinones proceeds only through the formation of a radical-anion and a dianion is revealed.Solvent effect is explained by the stabilization of charge species, which is related to some solvent properties(Gutmann acceptor/donor number and dielectric constant). Solvents with strong acceptor properties favour thedissociation of the phenolic-OH groups. The dissociation equilibriums of phenolic-OH groups in each solventare confirmed by UV-vis spectra of each dye in solution. Alizarin in DMA solvent with added base shows aparticular electrochemical behaviour.For alizarin/DMF system a reaction mechanism is proposed, and alternative mechanisms are suggested forother dyes.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

Electrochemical behaviour of anthraquinone dyes in non aqueous solvent solution: part I. medium effect on the electrochemical behaviour

The conditions under which alizarin, purpurin, carminc acid, quinalizarin and alizarin red S in the solution ofseveral organic solvents can be electrochemically transformed are analysed. The electrochemical activity ofthese molecules with quinone and phenolic moieties is relatively easy detected by cyclic voltammetry. Numerouselectro-reduction/oxidation processes without and with added acid or base are observed. The number,the current intensity and the peak potential of the charge transfer processes are rationalized on the basis of thehomogeneous dissociation equilibriums of the phenolic-OH groups. These equilibria are significantly alteredby the medium. A supporting electrolyte unexpected and important effect on the electrochemical behaviour isobserved. Alkaline cation of the supporting electrolyte promotes the changes in the electrochemical behaviourby coordinating with opposite charge species. A confusion published in the literature that the electro-reductionof the hydroxyquinones proceeds only through the formation of a radical-anion and a dianion is revealed.Solvent effect is explained by the stabilization of charge species, which is related to some solvent properties(Gutmann acceptor/donor number and dielectric constant). Solvents with strong acceptor properties favour thedissociation of the phenolic-OH groups. The dissociation equilibriums of phenolic-OH groups in each solventare confirmed by UV-vis spectra of each dye in solution. Alizarin in DMA solvent with added base shows aparticular electrochemical behaviour.For alizarin/DMF system a reaction mechanism is proposed, and alternative mechanisms are suggested forother dyes.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

Estudio de la electrodeposición de estaño sobre polipirrol para el desarrollo de ánodos para baterías ión-litio

El objetivo general de la investigación se centra en el estudio de los procesos electroquímicos relacionados con la generación de electrodos modificados con depósitos de estaño sobre polipirrol (Ppy), con el propósito de avanzar en el desarrollo de nuevos ánodos para baterías de ión litio. Como objetivo específico se plantea estudiar las condiciones para la obtención de depósitos micro y nanoestructurados sobre diferentes sustratos, incluyendo aspectos tales como mecanismos de nucleación y modos de crecimiento de las nuevas fases, la morfología de los depósitos obtenidos y la respuesta electroquímica de los nuevos electrodos como ánodos en baterías de ion litio. Uno de los problemas fundamentales involucrados en el desarrollo de baterías de ión litio está relacionado con el mejoramiento de las propiedades de los ánodos para evitar que constituyan el elemento limitante en la performance de la batería en lo que respecta a capacidad y ciclabilidad. Los materiales anódicos empleados en la actualidad parten, del carbono, el cual posee una capacidad específica baja, entre otros aspectos a mejorar. Una posibilidad de duplicar la capacidad de los ánodos de las baterías es el empleo de estaño como tal o en forma de óxido o compuestos intermetálicos. Más aún, debido a su carencia de toxicidad el estaño resulta además muy atractivo desde un punto de vista medioambiental. Entre las cuestiones a resolver con los electrodos de estaño esta la gran variación de su volumen vinculado a la intercalación-desintercalación de los iones litio durante el funcionamiento de la batería, lo cual conduce a una progresiva destrucción de la estructura del electrodo y una disminución notable de su capacidad. Por consiguiente, resulta de suma importancia establecer las condiciones para la formación de un depósito de estaño con una gran área de interacción y estabilidad mecánica. En este sentido, obtener depósitos ramificados y nanoestructurados de estaño y algunas de sus aleaciones abre notables posibilidades para el desarrollo de ánodos para baterías de ion litio, particularmente empleando como soporte matrices de alta tridimensionalidad que permitan un incremento de la relación área/volumen y faciliten el transporte de materia hacia los centros activos para la intercalación de litio. En este sentido, se estudió la electrodeposición de estaño sobre electrodos de cobre modificados con una película de Ppy, en solución sulfúrica de sulfato de estaño a temperatura ambiente, empleando técnicas electroquímicas. El voltamperograma cíclico de estaño en la película de Ppy muestra un pico catódico ancho aproximadamente a -0.53 V frente a SCE y un pico anódico a -0.44 V. La reducción de Sn (II) está aparentemente controlada por difusión. Las imágenes SEM de los estudios cronoamperométricos muestran la formación de estructuras nanómetricas en las primeras etapas del proceso de deposición (-0.51 V), y para potenciales más catódicos (-0.55V) las partes externas de las estructuras metálicas comienzan desde un punto muy delgado y crecen para obtener una forma dendrítica.Universidad Nacional de La Plat

Estudio de la electrodeposición de estaño sobre polipirrol para el desarrollo de ánodos para baterías ión-litio

El objetivo general de la investigación se centra en el estudio de los procesos electroquímicos relacionados con la generación de electrodos modificados con depósitos de estaño sobre polipirrol (Ppy), con el propósito de avanzar en el desarrollo de nuevos ánodos para baterías de ión litio. Como objetivo específico se plantea estudiar las condiciones para la obtención de depósitos micro y nanoestructurados sobre diferentes sustratos, incluyendo aspectos tales como mecanismos de nucleación y modos de crecimiento de las nuevas fases, la morfología de los depósitos obtenidos y la respuesta electroquímica de los nuevos electrodos como ánodos en baterías de ion litio. Uno de los problemas fundamentales involucrados en el desarrollo de baterías de ión litio está relacionado con el mejoramiento de las propiedades de los ánodos para evitar que constituyan el elemento limitante en la performance de la batería en lo que respecta a capacidad y ciclabilidad. Los materiales anódicos empleados en la actualidad parten, del carbono, el cual posee una capacidad específica baja, entre otros aspectos a mejorar. Una posibilidad de duplicar la capacidad de los ánodos de las baterías es el empleo de estaño como tal o en forma de óxido o compuestos intermetálicos. Más aún, debido a su carencia de toxicidad el estaño resulta además muy atractivo desde un punto de vista medioambiental. Entre las cuestiones a resolver con los electrodos de estaño esta la gran variación de su volumen vinculado a la intercalación-desintercalación de los iones litio durante el funcionamiento de la batería, lo cual conduce a una progresiva destrucción de la estructura del electrodo y una disminución notable de su capacidad. Por consiguiente, resulta de suma importancia establecer las condiciones para la formación de un depósito de estaño con una gran área de interacción y estabilidad mecánica. En este sentido, obtener depósitos ramificados y nanoestructurados de estaño y algunas de sus aleaciones abre notables posibilidades para el desarrollo de ánodos para baterías de ion litio, particularmente empleando como soporte matrices de alta tridimensionalidad que permitan un incremento de la relación área/volumen y faciliten el transporte de materia hacia los centros activos para la intercalación de litio. En este sentido, se estudió la electrodeposición de estaño sobre electrodos de cobre modificados con una película de Ppy, en solución sulfúrica de sulfato de estaño a temperatura ambiente, empleando técnicas electroquímicas. El voltamperograma cíclico de estaño en la película de Ppy muestra un pico catódico ancho aproximadamente a -0.53 V frente a SCE y un pico anódico a -0.44 V. La reducción de Sn (II) está aparentemente controlada por difusión. Las imágenes SEM de los estudios cronoamperométricos muestran la formación de estructuras nanómetricas en las primeras etapas del proceso de deposición (-0.51 V), y para potenciales más catódicos (-0.55V) las partes externas de las estructuras metálicas comienzan desde un punto muy delgado y crecen para obtener una forma dendrítica.Universidad Nacional de La Plat

Estudio de la electrodeposición de estaño sobre polipirrol para el desarrollo de ánodos para baterías ión-litio

El objetivo general de la investigación se centra en el estudio de los procesos electroquímicos relacionados con la generación de electrodos modificados con depósitos de estaño sobre polipirrol (Ppy), con el propósito de avanzar en el desarrollo de nuevos ánodos para baterías de ión litio. Como objetivo específico se plantea estudiar las condiciones para la obtención de depósitos micro y nanoestructurados sobre diferentes sustratos, incluyendo aspectos tales como mecanismos de nucleación y modos de crecimiento de las nuevas fases, la morfología de los depósitos obtenidos y la respuesta electroquímica de los nuevos electrodos como ánodos en baterías de ion litio. Uno de los problemas fundamentales involucrados en el desarrollo de baterías de ión litio está relacionado con el mejoramiento de las propiedades de los ánodos para evitar que constituyan el elemento limitante en la performance de la batería en lo que respecta a capacidad y ciclabilidad. Los materiales anódicos empleados en la actualidad parten, del carbono, el cual posee una capacidad específica baja, entre otros aspectos a mejorar. Una posibilidad de duplicar la capacidad de los ánodos de las baterías es el empleo de estaño como tal o en forma de óxido o compuestos intermetálicos. Más aún, debido a su carencia de toxicidad el estaño resulta además muy atractivo desde un punto de vista medioambiental. Entre las cuestiones a resolver con los electrodos de estaño esta la gran variación de su volumen vinculado a la intercalación-desintercalación de los iones litio durante el funcionamiento de la batería, lo cual conduce a una progresiva destrucción de la estructura del electrodo y una disminución notable de su capacidad. Por consiguiente, resulta de suma importancia establecer las condiciones para la formación de un depósito de estaño con una gran área de interacción y estabilidad mecánica. En este sentido, obtener depósitos ramificados y nanoestructurados de estaño y algunas de sus aleaciones abre notables posibilidades para el desarrollo de ánodos para baterías de ion litio, particularmente empleando como soporte matrices de alta tridimensionalidad que permitan un incremento de la relación área/volumen y faciliten el transporte de materia hacia los centros activos para la intercalación de litio. En este sentido, se estudió la electrodeposición de estaño sobre electrodos de cobre modificados con una película de Ppy, en solución sulfúrica de sulfato de estaño a temperatura ambiente, empleando técnicas electroquímicas. El voltamperograma cíclico de estaño en la película de Ppy muestra un pico catódico ancho aproximadamente a -0.53 V frente a SCE y un pico anódico a -0.44 V. La reducción de Sn (II) está aparentemente controlada por difusión. Las imágenes SEM de los estudios cronoamperométricos muestran la formación de estructuras nanómetricas en las primeras etapas del proceso de deposición (-0.51 V), y para potenciales más catódicos (-0.55V) las partes externas de las estructuras metálicas comienzan desde un punto muy delgado y crecen para obtener una forma dendrítica.Universidad Nacional de La Plat