Esta dissertação tem como objetivo o desenvolvimento de um novo
material para a aplicação em concentradores solares luminescentes.
Nesta perspetiva, estudou-se as energias de ligação, frequências e
orbitais, HOMO e LUMO, por intermédio de métodos teóricos como o
método Hartree-Fock e DFT.
Em termos laboratoriais, foi sintetizado um complexo de európio e
incorporado numa matriz polimérica de PMMA. O polímero, em causa,
foi resultado de uma purificação de um resíduo industrial, tendo como
comparação o PMMA comercial. Para além disso, estudou-se o efeito
da utilização de radiação micro-ondas para o aquecimento do meio
reacional para a dissolução do polímero num solvente verde, PEG 400.
A purificação do PMMA foi conseguida com uma eficiência de cerca de
91%, ou seja, consistiu numa etapa bem-sucedida apesar de se verificar
algumas perdas entre as transferências durante todo o processo, por
exemplo.
O aquecimento por micro-ondas levou a uma redução do tempo de
dissolução e, ainda, foi possível conferir uma diferença nos distintos tipos
de polímero. Assim, verificou-se que a dissolução do PMMA comercial
exigiu menos tempo para uma dissolução completa, contrariamente ao
PMMA residual que necessitou de mais tempo de dissolução e esta não
foi considerada completa.
Em relação ao complexo incorporado no polímero constatou-se uma
melhoria significativa na intensidade quando o polímero usado era o
PMMA residual.
Por fim, os cálculos teóricos efetuados demonstraram que não ocorre
uma substituição do grupo Phen-CN pela cadeira polimérica de PMMA.
Também foi registado que a orbital HOMO está associada ao ligando
DBM ao passo que a orbital LUMO relaciona-se com o ligando Phen-CN.
Assim, a transferência de um eletrão ocorre do ligando DBM para o
ligando Phen-CNThis dissertation aims to develop a new material for application in
luminescent solar concentrators. In this perspective, it was studied the
blinding energies, frequencies and orbitals, HOMO and LUMO, through
theoretical methods such as the Hartree-Fock and DFT method.
As experimental work, a europium complex was synthesized and
incorporated into a polymeric matrix of PMMA. The polymer, in question,
was the result of the purification of an industrial waste, and it was
compared with commercial PMMA. Furthermore, the effect of the use of
microwave to heat the reaction medium to dissolve the polymer in a green
solvent, PEG 400, was studied.
The purification of the PMMA was achieved with about 91%, that is, it was
a successful step, although there were some losses between transfers
during the entire process, for example.
Microwave heating led to a reduction in the dissolution time and it is also
possible to see a difference in the different types of polymer. Thus, it does
not appear that the dissolution of the commercial PMMA required less
time for a complete dissolution, in contrast to the residual PMMA that
needs more dissolution time and was not considered complete.
Regarding the europium complex incorporated in the polymer, there was
a significant improvement in intensity when the polymer used was the
residual PMMA.
Finally, the theoretical calculations performed demonstrated that there is
no replacement of the Phen-CN group by the polymeric PMMA chair. It
has also been reported that a HOMO orbital is associated with the DBM
ligand while a LUMO orbital relates to the Phen-CN ligand. Thus, there is
the transfer of an electron from the DBM to the Phen-CN ligand.Mestrado em Engenharia Químic
