Noutăți Conducere Contact


Dezvoltarea de noi arhitecturi microporoase de polimeri conjugați ca senzori solizi pentru detecția de derivați nitroaromatici periculoși
Status proiect: In derulare
EN / RO
Despre Obiective Rezultate Diseminare Echipa Contact

Etapa I (2022) a proiectului a avut drept obiectiv sinteza și caracterizarea de oligomeri cu structură conjugată și arhitectură de tip stea / ramificată, ce conțin unități de trifenilamină conectate prin diferiți spațiatori-π, și electropolimerizarea acestora în vederea obținerii de polimeri conjugați microporoși.

Drept urmare, în prima etapă s-au obținut următoarele rezultate:

  • Au fost obținuți trei oligomeri cu structură conjugată de tipul p-fenilen-vinilenă și p-fenilen-vinilen-etinilenă, și arhitectură tip stea, abordând metoda de sinteză convergentă ce a presupus realizarea de reacții de cuplare a unor derivați cu structură liniară (conținând unități de trifenilamină periferice) cu unități centrale de trifenilamină.
  • Caracterizarea structurală a oligomerilor obținuți prin tehnici de spectroscopie RMN (1H și 13C), FT-IR a condus la confirmarea structurală a acestora, în timp ce proprietățile optice au fost evaluate prin spectroscopia UV-Vis și fluorescență; proprietățile electrochimice au fost investigate prin  voltametrie ciclică. Datele experimentale obținute au evidențiat influența spațiatorilor-π existenți între unitățile de trifenilamină asupra proprietăților fizico-chimice ale oligomerilor;
  • Optimizarea procedurilor de electropolimerizare a oligomerilor sintetizați a condus la găsirea condițiilor optime de electrodepunere; în urma proceselor succesive de electro-oxidare/reducere au fost obținuți polimeri cu structură conjugată sub forma unor straturi uniforme, fără crăpături, aderente la electrodul de lucru folosit;
  • Caracterizarea structurală folosind spectroscopia FT-IR a condus la confirmarea structurală a polimerilor conjugați obținuți, iar proprietățile optice au fost investigate prin spectroscopie UV-Vis și fluorescență. Proprietățile electrochimice ale straturilor de polimeri electrodepuse au evidențiat o stabilitate electrochimică bună și apariția unor viraje de culoare în funcție de potențialul aplicat; Morfologia de suprafață a straturilor depuse a fost analizată prin spectroscopia SEM.

O parte din rezultatele obținute au fost diseminate printr-o comunicare orală prezentată la o conferință internațională. 

Etapa II (2023) a proiectului a avut drept obiectiv sinteza oligomerilor cu structură conjugată și arhitectură stea / ramificată, folosiți ca precursori în procesele de polimerizare (electrochimică și emulsie) cu scopul de a obține polimeri conjugați microporoși și evaluarea eficienței acestora în detecția derivaților nitroaromatici periculoși. 

În această etapă s-au obținut următoarele rezultate:

  • Au fost sintetizați doi oligomeri cu structură conjugată și arhitectură stea/ramificată ce conțin unități de trifenilamină (periferice și centrale) și benzotiadiazol; confirmarea structurală a oligomerilor sintetizați s-a realizat folosind tehnicile de spectroscopie 1H RMN și FT-IR, proprietățile optice au fost evaluate folosind spectroscopia UV-Vis și fluorescență, în timp ce proprietățile electrochimice au fost investigate prin voltametrie ciclică; Corelațiile structură-proprietăți realizate pe baza datelor experimentale obținute au scos în evidență influența spațiatorilor-π existenți între unitățile de trifenilamină; 
  • S-au sintetizat 2 serii de polimeri abordând două metode de sinteză diferite: polimerizarea electrochimică și polimerizarea în emulsie; optimizarea condițiilor de polimerizare au condus la obținerea de polimeri atât sub formă de straturi uniforme și aderente la suport, cât și sub formă de pulberi (solubile și insolubile în solvenți organici comuni); Caracterizarea prin spectroscopie FT-IR a confirmat structura polimerilor obținuți, în timp ce proprietățile optice au fost evaluate atât în stare solidă cât și în mediu de soluție;
  • Morfologia de suprafață atât a straturilor electrogenerate cât și a polimerilor obținuți prin polimerizare în emulsie a fost evaluată prin spectroscopie SEM, evidențiind influența structurii precursorilor asupra modului de organizare/ordonare a lanțurilor polimerice, precum și impactul major al metodei de polimerizare folosite, în timp ce izotermele de adsorbție de gaze BET au permis o evaluare mai precisă și detaliată a porozității;
  • Evaluarea capacității de detecție a derivaților nitroaromatici, realizată prin metode electrochimice și prin spectroscopia de fluorescență, a demonstrat faptul că polimerii obținuți, fie sub formă de straturi electrogenerate fie ca particule solide în soluție, pot funcționa eficient ca receptori pentru 2,4-dinitrotoluen și acid trinitrofenol.

O parte din rezultatele obținute în această etapă au făcut subiectul a 2 lucrări (1 publicată și 1 în evaluare) în reviste cotate ISI și 2 comunicări orale și 1 poster, prezentate la 3 conferințe naționale/internaționale.                                                                                         

 

© 2024   Institutul de Chimie Macromoleculară "Petru Poni", Iași